Matplotlib Task2

一.概述
1. matplotlib的三层api

matplotlib的原理或者说基础逻辑是，用Artist对象在画布(canvas)上绘制(Render)图形。更通俗点的理解就是Artist的作用是调用画笔来绘制出想要的图形，canvas是个承接内容的画布，Render是画笔。

FigureCanvas：

matplotlib.backend_bases.FigureCanvas 代表了绘图区，所有的图像都是在绘图区完成的。

Renderer：

matplotlib.backend_bases.Renderer 代表了渲染器，可以近似理解为画笔，控制如何在 FigureCanvas 上画图。

Artist：

matplotlib.artist.Artist 代表了具体的图表组件，即调用了Renderer的接口在Canvas上作图，具体的调用接口来做出我们想要的图，比如图形、文本、线条的设定。

2.Artist的分类

Artist有两种类型：primitives 和containers。

primitive是基本要素，它包含一些我们要在绘图区作图用到的标准图形对象，如曲线Line2D，文字text，矩形Rectangle，图像image等。

container是容器，即用来装基本要素的地方，包括图形figure、坐标系Axes和坐标轴Axis。

两者的关系可以通俗的理解为contaniner包含primitives。

可视化中常见的artist类可以参考下图这张表格：
Axes helper method    Artist    Container
bar - bar charts    Rectangle    ax.patches
errorbar - error bar plots    Line2D and Rectangle    ax.lines and ax.patches
fill - shared area    Polygon    ax.patches
hist - histograms    Rectangle    ax.patches
imshow - image data    AxesImage    ax.images
plot - xy plots    Line2D    ax.lines
scatter - scatter charts    PolyCollection    ax.collections

现对上表进行解释：

第一列：表示matplotlib中子图（子图的概念可以参考我的博客里的task1）上的辅助方法，可以理解为可视化中不同种类的图表类型，如柱状图，折线图，直方图等，这些图表都可以用这些辅助方法直接画出来，属于更高层级的抽象。

第二列：表示不同图表背后的artist类，比如折线图方法plot在底层用到的就是Line2D这一artist类。

第三列：是第二列的列表容器，例如所有在子图中创建的Line2D对象都会被自动收集到ax.lines返回的列表中。

二.基本元素-primitives

primitives 的几种类型：曲线-Line2D，矩形-Rectangle，多边形-Polygon，图像-image。

1. 2DLines

在matplotlib中曲线的绘制，主要是通过类 matplotlib.lines.Line2D 来完成的。

matplotlib中线-line的含义：它表示的可以是连接所有顶点的实线样式，也可以是每个顶点的标记。此外，这条线也会受到绘画风格的影响，比如，我们可以创建虚线种类的线。

其中常用的的参数有：

    xdata:需要绘制的line中点的在x轴上的取值，若忽略，则默认为range(1,len(ydata)+1)
    ydata:需要绘制的line中点的在y轴上的取值
    linewidth:线条的宽度
    linestyle:线型
    color:线条的颜色
    marker:点的标记，详细可参考markers API
    markersize:标记的size

其他详细参数可参考Line2D官方文档

a. 如何设置Line2D的属性

有三种方法可以用设置线的属性。

    直接在plot()函数中设置
    通过获得线对象，对线对象进行设置
    获得线属性，使用setp()函数设置

其实下列例子和matlab绘图比较相似，可以联想理解
import numpy as np
import pandas as pd
import re
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.lines import Line2D
from matplotlib.patches import Circle, Wedge
from matplotlib.collections import PatchCollection
# 1) 直接在plot()函数中设置
x = range(0,5)
y = [2,5,7,8,10]
plt.plot(x,y, linewidth=10); # 设置线的粗细参数为10
plt.show()

import numpy as np
import pandas as pd
import re
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.lines import Line2D
from matplotlib.patches import Circle, Wedge
from matplotlib.collections import PatchCollection
 
# 2) 通过获得线对象，对线对象进行设置
x = range(0,5)
y = [2,5,7,8,10]
line, = plt.plot(x, y, '-') # 这里等号坐标的line,是一个列表解包的操作，目的是获取plt.plot返回列表中的Line2D对象
line.set_antialiased(False); # 关闭抗锯齿功能
plt.show()