2021-12-19Matplotlib的基本逻辑

Matplotlib设计的基本逻辑

Matplotlib跟我们绘画流程一样。 

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使用一个工具，首先要理解其本后设计的逻辑，然后我们才知道如何下手，顺着工具的理念去用。不然就会显得非常奇怪。

Matplotlib涉及的逻辑基本上跟我们自己绘画的流程是一样的。

找一张纸或者一块画布；

调色等一系列前戏；

作画。

由于模拟了类似的过程，所以Matplotlib一共有三个基本的模块。

FigureCanvas

Renderer

Artist

这三个模块，分别实现了与我们真实作画一一对应的功能，当然必定是有些差别的。前两个模块把一些如何跟计算机底层交互的事情处理了，而我们绝大部分的工作，都是在利用Artist的接口。

Artist接口中包含了两类元素或者说是对象。一类是类似曲线Line2D，文字text，图像image这样一些最基本的元素。还有一类被称作容器的对象，比方坐标系Axes，坐标轴Axis等等。而这些我们在前面的文章中都有所涉及。

下面这张图，涵盖了Artist中所包含的元素，来自上面第二个链接。

简单地说，Artist中，我们经常使用或在无意识下经常使用的就是Axes坐标系这个对象。之前我们已经解释过，它可以生成一个坐标系。该坐标系是一种容器，我们可以画各种我们想画的图形，做各种标记，修改各种属性。可以说，在pyplot这个接口中，绝大部分的函数都来自于axes坐标系，或是axes坐标系某种属性的重新定义，比方plot，legend等函数。

另外一个我们经常打交道的元素叫做Axis坐标轴。它也是一个容器类，包含了坐标轴上的各种元素。比方刻度线，刻度值，坐标轴的名称等等。

所以只要我们弄清了Axes和Axis，基本上如何作图，如何修改就搞清楚了。

Python是一种高级编程语言，在Python中，一切皆为对象。因此Matplotlib继承了这一特点。画图的过程，提倡使用面向对象的写法。但是为了简单和可交互性，Matplotlib也提供了过程式或者命令式编程。这主要在Pylab中。

pylab和pyplot是Matplotlib中两个不同的部分。

pyplot是Matplotlib下的一个模块，它提供了画图所需的基本接口，提倡用面向对象的方式编程。比方说，一般我们画图的时候应该是这么一个流程

第一步，产生一幅图

fig=figure()

第二步，建立坐标系

ax=fig.add_axes()

第三步，画图

ax.plot()

第四步，显示

show()

pylab是和Matplotlib并行存在的一个包。它实际上导入了numpy和Matplotlib中相应的功能，大包提供一个可交互的画图环境。pylab主要在终端或者以过程式编程的方式使用，这也是我们大部分时候使用的方式。毕竟，我们需要一幅一幅图画，修改。其实每一次调用一个函数，就是要设定某个属性，类似于一个指令，因此不需要用面向对象的方式来考虑。