Python常见库matplotlib学习笔记之画图文字的中文显示-数据库

在Python中使用matplotlib或者plotnine模块绘图时,常常出现图表中无法正常显示中文的问题,下面这篇文章主要给大家介绍了关于Python常见库matplotlib学习笔记之画图文字的中文显示的相关资料,需要的朋友可以参考下

系列文章目录

第一章 Python常见库matplotlib之画图文字的中文显示
第二章 Python常见库matplotlib之画图中各个模块的含义及修改方式
第三章 Python常见库matplotlib之多个子图绘图

前言

在数据可视化时，常常需要使用图例来解释图中不同元素的含义。在论文写作时尤其是毕业论文写作时，需要图中文字都显示中文，数字都用新罗马体。然而，matplotlib库默认是不支持中文显示的，因此在绘制图例时，需要进行一些设置才能显示中文。本篇文章将介绍如何使用matplotlib库绘制中文图例。

一、matplotlib是什么？

Matplotlib是一个用于创建可视化图表的Python库，它支持多种图表类型，包括线图、散点图、条形图、饼图、3D图等，是数据分析、科学计算和工程应用中最常用的可视化工具之一。Matplotlib库广泛用于Python的数据分析、机器学习、科学计算等领域，以及研究、教育和工业生产中。它是一个开源软件，可以在Python的多个版本中使用。
matplotlib库的安装很简单

pip install matplotlib

本文使用的matplotlib版本为3.6.2。可以输入下面的命令直接安装该版本。

pip install matplotlib==3.6.2

二、使用方法

以下面一段简单代码为示例，来讲述如何改变绘图中的文字。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 绘制曲线
x = np.linspace(0, 2*np.pi, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)
plt.plot(x, y1, label=u'正弦曲线')
plt.plot(x, y2, label=u'余弦曲线')
plt.xlabel('横轴')
plt.ylabel('纵轴')
plt.title('函数')
# 添加图例
plt.legend(loc='upper right')
# 显示图像
plt.show()

上面这段代码实现了绘制正弦和余弦曲线在同一幅图上，其显示结果是下图这样的

可见如果不添加字体设置，横纵坐标及图例的中文都是方框。

1.寻找所需要的字体

（1）下载字体

linux一般是不会自带微软雅黑、宋体、新罗马这样的字体的。我们需要去找。如果你身边有windows系统的电脑，可以去下面几个路径下去拷贝

字体名称	路径
微软雅黑	C:\Windows\Fonts\msyh.ttc
宋体	C:\Windows\Fonts\simsun.ttc
新罗马	C:\Windows\Fonts\TIMES.TTF

懒得话也可以下载我上传的字体包

字体文件

提取码: ehtw

（2）放置到合适路径

linux mint下的字体文件一般放在“/usr/share/fonts/truetype”，如果该目录不存在，则可以手动创建。一般字体文件都会在truetype文件夹下还有一层文件夹，才到字体文件。

以dejavu为例，就是这样的。

所以我们也可以创建一个yahei的文件夹放置其字体文件

# 创建yahei文件夹
sudo mkdir /usr/share/fonts/truetype/yahei
# 拷贝字体文件到该文件夹下
sudo cp msyh.ttc /usr/share/fonts/truetype/yahei/

（3）刷新字体缓存

sudo fc-cache -f -v

（4）确认字体文件是否已经安装

在终端输入下面的代码，可以看到微软雅黑的安装路径

fc-list | grep -i yahei

同理，可以查看新罗马的

fc-list | grep TIMES

查看宋体的

fc-list | grep SUN

（5）删除matplotlib的缓存

这一步非常重要，有很多人都会忘记

rm rf ~/.cache/matplotlib

2.设置字体

（1）全局设置字体

将下面代码加在之前的代码前面即可。

# 设置字体
plt.rcParams['font.family'] = 'Microsoft YaHei'

最终代码如下：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 设置字体
plt.rcParams['font.family'] = 'Microsoft YaHei'
# plt.rcParams['font.family'] = 'SimSun'
# plt.rcParams['font.family'] = 'Times New Roman'

# 绘制曲线
x = np.linspace(0, 2*np.pi, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)
plt.plot(x, y1, label=u'正弦曲线')
plt.plot(x, y2, label=u'余弦曲线')
plt.xlabel('横轴')
plt.ylabel('纵轴')
plt.title('函数')

# 添加图例
plt.legend(loc='upper right')

# 显示图像
plt.show()

运行代码，看到绘图出现中文了。

把plt.rcParams['font.family'] = 'Microsoft YaHei'这行注释，替换成plt.rcParams['font.family'] = 'SimSun'便会显示宋体。

如果开启plt.rcParams['font.family'] = 'Times New Roman'。我们发现又出现框框了，显然新罗马不支持中文显示，只有数字变成新罗马体了。

对不同位置的目标，设置不同的字体，可以如下代码修改

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 设置字体
plt.rcParams['font.family'] = 'SimSun'
plt.rcParams['font.family'] = 'Times New Roman'
# 绘制曲线
x = np.linspace(0, 2*np.pi, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)
plt.plot(x, y1, label=u'正弦曲线')
plt.plot(x, y2, label=u'余弦曲线')
# 设置横轴字体
plt.xlabel('横轴', fontfamily='SimSun')
# 设置纵轴字体
plt.ylabel('纵轴', fontfamily='SimSun')
# 设置标题字体
plt.title('函数', fontfamily='SimSun')
# 设置刻度字体
plt.xticks(fontfamily='Times New Roman')
plt.yticks(fontfamily='Times New Roman')
# 设置图例字体
plt.legend(loc='upper right', fontsize=12, edgecolor='black', fancybox=False, framealpha=1, prop={'family': 'SimSun'})
# 显示图像
plt.show()

最终显示结果

（2）局部设置字体（强烈推荐）

以上的设置到一台新机器上就得重新拷贝或者下载字体文件，似乎有点麻烦。现在介绍第二种方法，直接把自己放在运行程序或者脚本的同级目录下。这样字体跟着代码走，到一个新环境下只要安装了matplotlib就可以直接运行。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.font_manager as fm
# 指定字体
font_path = 'SIMSUN.TTC'  # 这里也可以填其他字体的绝对路径，只填名称表示本程序与该字体在同一级目录下 
font_prop = fm.FontProperties(fname=font_path, size=12)
en_font_path = 'TIMES.TTF'  # 这里也可以填其他字体的绝对路径，只填名称表示本程序与该字体在同一级目录下 
en_font_prop = fm.FontProperties(fname=en_font_path, size=12)
x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)
plt.plot(x, y1, label=u'正弦曲线')
plt.plot(x, y2, label=u'余弦曲线')
plt.xlabel('横轴', fontproperties=font_prop)
plt.ylabel('纵轴', fontproperties=font_prop)
plt.title('函数', fontproperties=font_prop)
plt.xticks(fontproperties=en_font_prop)
plt.yticks(fontproperties=en_font_prop)
plt.legend(loc='upper right', fontsize=12, edgecolor='black', fancybox=False, framealpha=1, prop=font_prop)
plt.show()

查看显示结果