1. 序言
本文介紹 matplotlib 的基本繪圖原理，是《Python 數據可視化》系列的第 1 篇文章。整個系列約40篇文章，將通過代碼實例全面的介紹Python 數據可視化方法和技巧。
2. 繪圖基本原理
如下圖所示，使用 matplotlib 繪圖需要明確三個基本概念——畫布、座標系、座標軸
- 畫布（Figure）：即然要繪圖，就需要畫布來承載圖像，如同國畫需要宣紙，油畫需要木板；
- 座標系（Axes）：一張畫布可以分爲多個區域，而每個區域都可以畫圖，通過座標系可以標定畫圖的區域；
- 座標軸（Axis）：如下圖所示，在一個確定的座標系中畫一個正弦圖像，需要 X軸、Y軸；當然不是所有圖像都需要座標軸，如餅圖；
3. matplotlib 繪圖基本元素介紹及舉例
3.1 繪製一個簡單的折線圖
代碼如下：附詳細註釋
# step0：導入畫圖工具包 matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
# step1：手動創建一個figure對象，相當於一個空白的畫布
figure = plt.figure()
# step2：在畫布上添加一個座標系，標定繪圖位置
axes1 = figure.add_subplot(1, 1, 1)
# step3：準備畫圖的數據
x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
y = [21, 27, 29, 32, 29, 28, 35, 39, 49]
# step4：畫圖
axes1.plot(x, y)
# step5：展示
plt.show()
運行結果如下：
3.2 圖片基本元素設置
圖片兩個基本元素——標題(Title)，標籤(Label)
上面的例子非常簡單，所繪製的圖片甚至連基本的元素（標題、X/Y軸標籤）都不具備，接下來我們就來介紹，如何設置圖片基本元素。示例代碼如下，相較於上面的例子，增加了xlabel、ylabel、titile的設置：
# step0：導入畫圖工具包 matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
# step1：手動創建一個figure對象，相當於一個空白的畫布
figure = plt.figure()
# step2：在畫布上添加一個座標系，標定繪圖位置
axes1 = figure.add_subplot(1, 1, 1)
# step3：準備畫圖的數據
x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
y = [21, 27, 29, 32, 29, 28, 35, 39, 49]
# step4：設置基本信息
axes1.set_xlabel('x label')
axes1.set_ylabel('y label')
axes1.set_title("title")
# step5：畫圖
axes1.plot(x, y)
# step6：展示
plt.show()
運行結果如下：
3.3 圖片線條基本設置
繪圖線條基本設置——顏色(color)、線型(linestyle)、點標記符(marker)
示例如下：
# step0：導入畫圖工具包 matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
# step1：手動創建一個figure對象，相當於一個空白的畫布
figure = plt.figure()
# step2：在畫布上添加一個座標系，標定繪圖位置
axes1 = figure.add_subplot(1, 1, 1)
# step3：準備畫圖的數據
x = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
y = [21, 27, 29, 32, 29, 28, 35, 39, 49]
# step4：設置基本信息
axes1.set_xlabel('x label')
axes1.set_ylabel('y label')
axes1.set_title("title")
# step5：畫圖,設置線條顏色、線型、點標記符
axes1.plot(x, y, color='red', linestyle='-.', marker='*')
# step6：展示
plt.show()
運行結果：
4.小結
本文介紹了 matplotlib 繪圖的基本原理，並通過代碼示例介紹了使用 matplotlib 繪圖的基本方法，在下一節中我們將詳細介紹繪圖基本元素設置的方法，爲後面繪製複雜的圖形鋪平道路。