用途:Matplotlib 是 Python 的基础可视化库,用于创建静态、动画和交互式图表。本技能在需要绘制任意图表、生成科学或统计可视化、定制外观、制作多面板图形、导出多种格式、构建交互图或动画、3D 可视化,以及将图形嵌入 Jupyter 或 GUI 应用时使用。
主要能力:涵盖两套接口——pyplot(隐式、MATLAB 风格)与面向对象 API(Figure/Axes,推荐)。支持折线、散点、柱状、直方图、热图、等高线、箱线图、小提琴图等;支持子图布局(规则网格、subplot_mosaic、GridSpec);支持样式表、rcParams、文本与箭头标注;支持导出 PNG、PDF、SVG 等格式,并可调 dpi、bbox_inches、transparent;支持 mplot3d 的曲面、三维散点与三维折线。
必要用法:面向对象写法为 fig, ax = plt.subplots(),再调用 ax.plot 等;保存用 plt.savefig('plot.png', dpi=300, bbox_inches='tight');应用样式用 plt.style.use('seaborn-v0_8-darkgrid')。本技能附带脚本:python scripts/plot_template.py、python scripts/style_configurator.py。
适用场景:科学与统计可视化、论文与演示配图、探索性数据分析、GUI 与 Notebook 集成。可与 NumPy/Pandas、Seaborn、Jupyter 及 Tkinter/Qt/wxPython 配合。
限制与注意事项:需避免元素重叠,可用 constrained_layout=True 或 tight_layout();建议使用面向对象接口以避免状态混乱;图形过多时用 plt.close(fig) 释放内存;字体与 DPI 设置需留意,figsize 单位为英寸。官方文档、画廊与速查表链接见 matplotlib.org。