Python使用Matplotlib模块时坐标轴标题中文及各种特殊符号显示方法
当Python中的Matplotlib模块用于绘制图形时，往往需要对图形进行标注，比如绘图的横坐标或纵坐标需要加上中文标题或特殊符号。但是，Matplotlib默认情况下并不支持这些特殊字符的显示，需要进行一些设置和转换才能实现。下面是使用Python中的Matplotlib模块时坐标轴标题中文及各种特殊符号显示方法的完整攻略。
- 配置字体
Matplotlib中的默认字体是英文，为了支持中文或特殊符号的显示，需要配置Matplotlib中的字体。可以采用以下三种方法：
1) 使用rcParams:
使用rcParams可以在程序的任意位置进行字体设置，具体设置方法如下：
import matplotlib as mpl
font = {'family' : 'MicroSoft YaHei','weight' : 'bold','size' : '16'}
mpl.rc('font', **font)
注释：
- 'MicroSoft YaHei'：字体名称，可以按照需要替换为其他支持中文的字体名。
- 'bold'：字体粗细，可以按照需要替换为其他值。
- '16'：字体大小，可以按照需要替换为其他值。
2) 使用Matplotlib.rcParams：
Matplotlib提供了RCPParams类用来管理自定义设置，通过如下方法可以进行字体设置：
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.font_manager import FontProperties
font = FontProperties(fname=r"c:\windows\fonts\simsun.ttc",size=14)
plt.title(u'中国联系人')
注释：
- 通过导入‘from matplotlib.font_manager import FontProperties’ 实现字体设置。
- 通过指定fname参数来指定字体文件的路径并设置其大小。
3) 修改matplotlibrc文件：
Matplotlibrc是Matplotlib的配置文件，可以实现所有的自定义设置。可以通过修改该文件实现对字体的配置。步骤如下：
- 寻找主题配置文件路径：
import matplotlib as mpl
mpl.matplotlib_fname()
- 配置Matplotlibrc：
在主题配置文件路径中找到‘matplotlibrc’文件，打开该文件并进行如下配置：
font.family : MicroSoft YaHei
- 设置字体和编码
设置完字体之后，还需要设置编码。对于Windows系统来说，最好选择utf-8编码，同时需要用到特定的字体，常用命令如下：
# -*- coding: utf-8 -*-
import matplotlib.pyplot as plt
from pylab import *
mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['YY']
mpl.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
# 设置字体
mpl.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']
# 解决中文乱码问题
mpl.rcParams['axes.unicode_minus']=False
# 解决负号无法显示的问题
x = ['一','二','三','四','五']
y = [20, 30, 40, 50, 60]
plt.bar(x, y)
plt.xlabel(u'x轴名称')
plt.ylabel(u'y轴名称')
plt.title(u'中文标题')
plt.show()
注释：
- 'YY'：字体名称，可以按照需要替换为其他支持中文的字体名。
- 'SimHei'：字体名称，可以按照需要替换为其他支持中文的字体名。
- 'axes.unicode_minus'：Matplotlib默认情况下，负号显示为方块，需要设置为False来解决这个问题。
-
‘u’：前缀用来指定编码格式为utf-8。
-
使用Latex
除了上述方法外，还可以使用Latex引擎来支持中文的显示，这需要进行如下设置：
# -*- coding:utf-8 -*-
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
plt.rcParams['text.usetex'] = True
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
x = ['一', '二', '三', '四', '五']
y = [20, 30, 40, 50, 60]
plt.bar(x, y)
plt.title(r'\textbf{标题}', fontsize=16)
plt.xlabel(r'\textit{横坐标}', fontsize=14)
plt.ylabel(r'\textsl{纵坐标}', fontsize=14)
plt.show()
注释：
- “text.usetex”: 设置为True可以让Matplotlib使用Tex引擎渲染文字。
- “\textbf{..}”：用于设置字符的粗细。
- “\textit{..}”：用于设置字符的斜体。
- “\textsl{..}”：用于设置字符的倾斜。
示例1：绘制直方图
# -*- coding: utf-8 -*-
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
mu, sigma = 100, 15
x = mu + sigma * np.random.randn(10000)
# 数据的直方图
n, bins, patches = plt.hist(x, 50, density=True, facecolor='g', alpha=0.75)
plt.xlabel('时间')
plt.ylabel('频率')
plt.title('时间频率分布')
plt.text(60, .025, r'$\mu=100,\ \sigma=15$')
plt.axis([40, 160, 0, 0.03])
plt.grid(True)
plt.show()
注释：
- r'$\mu=100,\ \sigma=15$'：LaTex引擎中的公式，支持变量。
示例2：雷达图
# -*- coding: utf-8 -*-
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
# 绘制雷达图所需参数
name_list = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e']
data = [90, 30, 40, 50, 60]
data = np.concatenate((data, [data[0]])) # 闭合
angles = np.linspace(0, 2 * np.pi, len(name_list), endpoint=False)
angles = np.concatenate((angles, [angles[0]])) # 闭合
# 绘图
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, polar=True)
ax.plot(angles, data, 'bo-', linewidth=2)
ax.fill(angles, data, facecolor='g', alpha=0.3)
ax.set_thetagrids(angles * 180 / np.pi, name_list)
ax.set_title(u"雷达图", fontproperties='SimHei', fontsize=20)
ax.set_rlim(0, 100)
plt.show()
注释：
- ‘polar=True’：设置成极坐标系。
- facescolor：面的颜色。
- alpha：面的透明度。
以上是使用Python中Matplotlib模块时坐标轴标题中文及各种特殊符号显示方法的完整攻略。