Python?matplotlib底層原理是什么

本篇內容介紹了“Python matplotlib底層原理是什么”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

1. matplotlib 框架組成

matplotlib 模塊在眾多數據可視化庫中可以可以實現復雜的底層操作。像gglot、seaborn、plotnline 底層都是基于matplotlib 模塊去封裝不同風格的統計圖表。

matplotlib 模塊底層主要是由三部分組成腳本層、美工層和后端層。

• 腳本層：為用戶提供可視化編程的接口

• 美工層：有大量繪制圖表方法的接口

• 后端：連接硬件，處理圖像元素的接口

PS：matplotlib框架說明

2. 腳本層（scripting）

腳本層屬于matplotlib模塊中最上層，主要為用戶提供可視化編程的接口，代表pyplot模塊。

對于普通用戶，pyplot接口可以滿足大多數文本的圖像和坐標的生成，傳給后端進行處理。

matplotlib.pyplot接口導入時，通常是import matplotlib.pyplot as plt

• 導入pyplot 模塊并重名為plt

• pyplot 模塊加載時，會對本地的配置文件進行分析

• 同時會聲明默認的后端，例如聲明創建Figure對象

• 將腳本深拷貝給后端后退出
  

pyplot 模塊提調用matplotlib的方法

• 供給用面向oo調用風格，顯示創建圖形和軸調用其方法

• 依靠pyplot 自動創建和管理圖形和軸，并使用pyplot函數進行繪圖
  

用戶只需調用pyplot模塊相關的方法，就可以繪制漂亮的圖表啦

from matplotlib import pyplot

import pandas

pyplot.rcParams["font.sans-serif"]=['SimHei']
pyplot.rcParams["axes.unicode_minus"]=False

pyplot.bar([1,2,3,4,5,6],[45,20,19,56,35,69])

pyplot.title("data analyze")
pyplot.xlabel("元素 a")
pyplot.ylabel("元素 b")

pyplot.show()

3. 美工層（artist）

在美工層位于matplotlib中間層，主要進行數據相關的繪制工作，繪制圖表中的標題、直線、刻度等都是artist對象的實例。

artist 層特點

• 腳本層創建的Figure對象是Artist對象實例

• Artist的基類是matplotlib.artist.Artist，共享所有Artist屬性包括從美工系統到畫布坐標系統變化等

• 提供處理用戶交互動作的接口
  

matplotlib 圖表對象

我們可以通過如下matplotlibe圖表中可以看到一張圖表由多個對象組合而成的。

matplotlib 圖表對象說明

Artist 對象說明

ArtIst 對象包含Figure、Axes、Axis對象，是它們的基類，其Artist對象都全部位于后端提供的canvas畫布上。

Figure

• 一個圖表窗口即是一個figure對象

• figure對象中至少要包含一個Axes對象子圖

• figure對象中可以包含title、label等Artist對象

• figure對象中包含的不可見對象canvas。繪制圖像時會進行調用
  

Axes

• axes 是子圖對象，子圖對象指的是x和y軸.

• axes 常用有set_xlabel()、set_ylabel()設置x和y軸坐標名字
  

Axis

• axis 是代表數據軸的對象，主要用于表示刻度位置和顯示數值

• axis 包含用于控制刻度位置的Locator和顯示刻度Formatter兩個子對象
  

Artist對象層級結構圖如下

4. 后端層（backend）

后端層主要是matplotlib 模塊底層實現，主要實現了三方面的抽象接口 4.

FigureCanvas：對Artist對象繪制提供畫布功能進行封裝

matplotlib 模塊底層是基于硬的用戶畫面，FigureCaves接口主要完成前期初始化工作

• 將自身嵌入到原生的QT視覺窗口（QtGui.QMainWindow）

• 將matplotlib的繪制命令Render轉換到canvas上（QtGui.QPainter）

• 將原生Qt事件轉成matplotlib的Event接口,Event接口接收到信息后進行處理
  

Renderer: 相當于畫筆，執行繪制動作

Render 主要提供硬件底層的繪圖接口，能對Artist繪制命令進行執行。

• Render 接口最初源于GDK的Drawable接口，后來轉換成獨立后端的原生繪圖命令。

• matplotlib 是支持C++模塊庫基于像素點核心渲染器agg

• 可以進行2d反鋸齒渲染、PNG圖片生成
  

Event： 處理用戶鍵盤和鼠標輸入事件

Event 框架是將key-press-event或者mouse-motion-event等UI事件映射到鍵盤或者鼠標事件類中。

• 用戶可以連接事件，使用函數進行回調

• 圖形與數據交互
  

“Python matplotlib底層原理是什么”的內容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業相關的知識可以關注億速云網站，小編將為大家輸出更多高質量的實用文章！