【matplotlib】可视化解决方案——如何正确设置轴长度和范围

news2024/11/13 14:46:05

概述

在 matplotlib 绘图时,往往需要对坐标轴进行设置,默认情况下,每一个绘图的最后都会调用 plt.autoscale() 方法,这个方法的底层是 gca().autoscale(enable=enable, axis=axis, tight=tight),本质是调用当前 Axes 对象的实例方法,将坐标轴视图缩放到数据尺度,也就是刚好可以让所有的数据点都在一个图中显示。很显然这是一个非常快速、方便的方法,但是也会有很大的问题,如果数据中有一个非常夸张的异常点,则 matplotlib 会为了显示那个异常点而压缩整体图像,这会导致绘图效果不理想。以绘制余弦函数为例,关闭自动调整之后绘图效果如下:

在这里插入图片描述

可以看到两个轴的范围都被设置为 [ 0 , 1 ] [0, 1] [0,1] ,这是因为如果自动调整函数被关闭 matplotlib 会使用 plt.axis() 方法的返回值作为坐标轴的范围,而该方法的默认值就是 [ 0 , 1 ] [0, 1] [0,1]

print(plt.axis()) # (0.0, 1.0, 0.0, 1.0)

如果我们传递 plt.axis([0, 2 * np.pi, -1, 1]),绘图效果如下:

在这里插入图片描述

除了传递 [xmin, xmax, ymin, ymax],该方法还可以传递一个字符串,例如 plt.axis("equal"),该参数表示绘图的横纵轴具有相同的比例和范围。其绘图效果如下:

在这里插入图片描述

plt.axis() 方法针对的是所有坐标轴,如果想要单独设置某一个坐标轴的显示范围,需要使用 plt.xlim() 或者 plt.ylim() 方法。切记一点,使用这种方式设置了一个坐标轴的范围,那么另一个坐标轴就会采用 plt.axis() 方法的返回值设置显示范围。还是以余弦函数为例,添加如下语句:

plt.xlim(xmin=0, xmax=2*np.pi)  
plt.ylim([-1, 1])

画图效果如下:

在这里插入图片描述

总结

综上所述,绘图调整显示范围的最佳步骤如下:

  1. 使用 plt.autoscale(True) 方法观察整体数据是否具有异常点;
  2. 如果没有异常点,看一下画图是否需要有特殊的显示模式(范围相等显示、紧凑显示等),如果有调用 plt.axis() 方法进行设置;
  3. 如果有异常点,在开启自动调整的情况下使用 plt.xlim() 或者 plt.ylim() 进行微调;
  4. 如果不想使用自动调整,也可以直接使用 plt.axis([xmin, xmax, ymin, ymax]) 手动指定所有坐标轴的显示范围;

最后提醒一点,调用 plt.xlim() 的底层是 gca().set_xlim(),如果绘图中有多个 Axes 对象,建议使用显式 API,即使用面向对象的方法,而不是 pyplot 快捷方法。

往期回顾

  1. 【matplotlib】可视化解决方案——如何正确理解pyplot和OO-API
  2. 【matplotlib】可视化解决方案——如何正确展示和保存图像
  3. 【matplotlib】可视化解决方案——如何设置字符串的输出字体效果
  4. 【matplotlib】可视化解决方案——如何正确使用颜色映射表
  5. 【matplotlib】可视化解决方案——如何调整轴脊位置
  6. 【matplotlib】可视化解决方案——如何设置坐标系计量方法
  7. 【matplotlib】可视化解决方案——如何正确使用文本注释
  8. 【matplotlib】可视化解决方案——如何调整计量单位和计量方法
  9. 【matplotlib】可视化解决方案——如何实现图形的动画效果
  10. 【matplotlib】可视化解决方案——如何正确使用plot方法

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