详解matplotlib中pyplot和面向对象两种绘图模式之间的关系


Posted in Python onJanuary 22, 2021

matplotlib有两种绘图方式,一种是依托matplotlib.pyplot模块实现类似matlab绘图指令的绘图方式,一种是面向对象式绘图,依靠FigureCanvas(画布)、 Figure (图像)、 Axes (轴域) 等对象绘图。

这两种方式之间并不是完全独立的,而是通过某种机制进行了联结,pylot绘图模式其实隐式创建了面向对象模式的相关对象,其中的关键是matplotlib._pylab_helpers模块中的单例类Gcf,它的作用是追踪当前活动的画布及图像。

因此,可以说matplotlib绘图的基础是面向对象式绘图,pylot绘图模式只是一种简便绘图方式。

先不分析源码,先做实验!

实验

先通过实验,看一看我们常用的那些pyplot绘图模式

实验一
无绘图窗口显示

from matplotlib import pyplot as plt
plt.show()

实验二
出现绘图结果

from matplotlib import pyplot as plt
plt.plot([1,2])
plt.show()

实验三
出现绘图结果

from matplotlib import pyplot as plt
plt.gca()
plt.show()

实验四
出现绘图结果

from matplotlib import pyplot as plt
plt.figure()
# 或者plt.gcf()
plt.show()

pyplot模块绘图原理

通过查看pyplot模块figure()函数、gcf()函数、gca()函数、plot()函数和其他绘图函数的源码,可以简单理个思路!

  • figure()函数:如果有现成图像,返回值就是当前图像,如果没有现成的图像,就初始化一个新图像,返回值为Figure对象。
  • gcf()函数:如果有现成图像,返回值就是当前图像,如果没有现成的图像,就调用figure()函数,返回值为Figure对象。
  • gca()函数:调用gcf()函数返回对象的gca方法,返回值为Axes对象。
  • plot()函数:调用gca()函数返回对象的plot方法。
  • pyplot模块其他绘图函数:均调用gca()函数的相关方法。

因此,pyplot绘图模式,使用plot()函数或者其他绘图函数,如果没有现成图像对象,直接会先创建图像对象。
当然使用figure()函数、gcf()函数和gca()函数,如果没有现成图像对象,也会先创建图像对象。

更进一步,在matplotlib.pyplot模块源码中出现了如下代码,因此再查看matplotlib._pylab_helpers模块它的作用是追踪当前活动的画布及图像

figManager = _pylab_helpers.Gcf.get_fig_manager(num)
figManager = _pylab_helpers.Gcf.get_active()

matplotlib._pylab_helpers模块作用是管理pyplot绘图模式中的图像。该模块只有一个类——Gcf,它的作用是追踪当前活动的画布及图像。

matplotlib.pyplot模块部分源码

def figure(num=None, # autoincrement if None, else integer from 1-N
      figsize=None, # defaults to rc figure.figsize
      dpi=None, # defaults to rc figure.dpi
      facecolor=None, # defaults to rc figure.facecolor
      edgecolor=None, # defaults to rc figure.edgecolor
      frameon=True,
      FigureClass=Figure,
      clear=False,
      **kwargs
      ):

  figManager = _pylab_helpers.Gcf.get_fig_manager(num)
  if figManager is None:
    max_open_warning = rcParams['figure.max_open_warning']

    if len(allnums) == max_open_warning >= 1:
      cbook._warn_external(
        "More than %d figures have been opened. Figures "
        "created through the pyplot interface "
        "(`matplotlib.pyplot.figure`) are retained until "
        "explicitly closed and may consume too much memory. "
        "(To control this warning, see the rcParam "
        "`figure.max_open_warning`)." %
        max_open_warning, RuntimeWarning)

    if get_backend().lower() == 'ps':
      dpi = 72

    figManager = new_figure_manager(num, figsize=figsize,
                    dpi=dpi,
                    facecolor=facecolor,
                    edgecolor=edgecolor,
                    frameon=frameon,
                    FigureClass=FigureClass,
                    **kwargs)
  return figManager.canvas.figure

def plot(*args, scalex=True, scaley=True, data=None, **kwargs):
  return gca().plot(
    *args, scalex=scalex, scaley=scaley,
    **({"data": data} if data is not None else {}), **kwargs)

def gcf():
  """
  Get the current figure.

  If no current figure exists, a new one is created using
  `~.pyplot.figure()`.
  """
  figManager = _pylab_helpers.Gcf.get_active()
  if figManager is not None:
    return figManager.canvas.figure
  else:
    return figure()

def gca(**kwargs):
  return gcf().gca(**kwargs)

def get_current_fig_manager():
  """
  Return the figure manager of the current figure.

  The figure manager is a container for the actual backend-depended window
  that displays the figure on screen.

  If if no current figure exists, a new one is created an its figure
  manager is returned.

  Returns
  -------
  `.FigureManagerBase` or backend-dependent subclass thereof
  """
  return gcf().canvas.manager

Gcf类源码

class Gcf:
  """
  Singleton to maintain the relation between figures and their managers, and
  keep track of and "active" figure and manager.

  The canvas of a figure created through pyplot is associated with a figure
  manager, which handles the interaction between the figure and the backend.
  pyplot keeps track of figure managers using an identifier, the "figure
  number" or "manager number" (which can actually be any hashable value);
  this number is available as the :attr:`number` attribute of the manager.

  This class is never instantiated; it consists of an `OrderedDict` mapping
  figure/manager numbers to managers, and a set of class methods that
  manipulate this `OrderedDict`.

  Attributes
  ----------
  figs : OrderedDict
    `OrderedDict` mapping numbers to managers; the active manager is at the
    end.
  """

到此这篇关于详解matplotlib中pyplot和面向对象两种绘图模式之间的关系的文章就介绍到这了,更多相关matplotlib中pyplot和面向对象内容请搜索三水点靠木以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持三水点靠木!

Python 相关文章推荐
windows系统中python使用rar命令压缩多个文件夹示例
May 06 Python
Python中time模块和datetime模块的用法示例
Feb 28 Python
Python的Tornado框架实现图片上传及图片大小修改功能
Jun 30 Python
基于Python的文件类型和字符串详解
Dec 21 Python
Tensorflow 合并通道及加载子模型的方法
Jul 26 Python
浅谈python常用程序算法
Mar 22 Python
selenium WebDriverWait类等待机制的实现
Mar 18 Python
学习python需要有编程基础吗
Jun 02 Python
如何写python的配置文件
Jun 07 Python
Keras SGD 随机梯度下降优化器参数设置方式
Jun 19 Python
基于django2.2连oracle11g解决版本冲突的问题
Jul 02 Python
Python 绘制多因子柱状图
May 11 Python
Jmeter调用Python脚本实现参数互相传递的实现
Jan 22 #Python
Python实现王者荣耀自动刷金币的完整步骤
Jan 22 #Python
python实现马丁策略回测3000只股票的实例代码
Jan 22 #Python
Python爬虫回测股票的实例讲解
Jan 22 #Python
python+selenium实现12306模拟登录的步骤
Jan 21 #Python
python基于爬虫+django,打造个性化API接口
Jan 21 #Python
Python 无限级分类树状结构生成算法的实现
Jan 21 #Python
You might like
PHP开发文件系统实例讲解
2006/10/09 PHP
PHP与MySQL开发的8个技巧小结
2010/12/17 PHP
简单的php数据库操作类代码(增,删,改,查)
2013/04/08 PHP
PHP中配置IIS7实现基本身份验证的方法
2015/09/24 PHP
smarty高级特性之对象的使用方法
2015/12/25 PHP
PHP面向对象学习之parent::关键字
2017/01/18 PHP
PHP获取MySQL执行sql语句的查询时间方法
2018/08/21 PHP
PHP实现发送微博消息功能完整示例
2019/12/04 PHP
推荐10个超棒的jQuery工具提示插件
2011/10/11 Javascript
JavaScript判断FileUpload控件上传文件类型
2015/09/28 Javascript
[原创]javascript typeof id==='string'?document.getElementById(id):id解释
2016/11/02 Javascript
jquery append与appendTo方法比较
2017/05/24 jQuery
详解jQuery中关于Ajax的几个常用的函数
2017/07/17 jQuery
前端必备插件之纯原生JS的瀑布流插件Macy.js
2017/11/22 Javascript
基于Nodejs的Tcp封包和解包的理解
2018/09/19 NodeJs
vue实现全匹配搜索列表内容
2019/09/26 Javascript
查找Vue中下标的操作(some和findindex)
2020/08/12 Javascript
javascript实现多边形碰撞检测
2020/10/24 Javascript
Python 文件和输入输出小结
2013/10/09 Python
Python中逗号的三种作用实例分析
2015/06/08 Python
python技能之数据导出excel的实例代码
2017/08/11 Python
Python常见工厂函数用法示例
2018/03/21 Python
python opencv 图像尺寸变换方法
2018/04/02 Python
python 顺时针打印矩阵的超简洁代码
2018/11/14 Python
Pycharm最常用的快捷键及使用技巧
2020/03/05 Python
Python3自定义http/https请求拦截mitmproxy脚本实例
2020/05/11 Python
使用HTML5原生对话框元素并轻松创建模态框组件
2019/03/06 HTML / CSS
新加坡第一大健康与美容零售商:屈臣氏新加坡(Watsons Singapore)
2020/12/11 全球购物
财务会计人员岗位职责
2013/11/30 职场文书
毕业生找工作的求职信范文
2013/12/24 职场文书
数字化校园建设方案
2014/05/03 职场文书
服装设计专业求职信
2014/06/16 职场文书
有子女的离婚协议书怎么写(范本)
2014/09/29 职场文书
使用HTML+Css+transform实现3D导航栏的示例代码
2021/03/31 HTML / CSS
深入理解python多线程编程
2021/04/18 Python
利用Python读取微信朋友圈的多种方法总结
2021/08/23 Python