如何在Matplotlib中获取笛卡尔坐标系？

在Matplotlib中绘制图形时，我们通常使用的是笛卡尔坐标系，即以x轴和y轴作为坐标轴。但是，有时我们需要在程序中获取相应的笛卡尔坐标系的数值，以便进一步的处理。那么在Matplotlib中，我们该如何获取笛卡尔坐标系呢？

获取笛卡尔坐标系

在Matplotlib中，我们可以通过访问event对象来获取笛卡尔坐标系。具体的方法是在绘制图形前，定义一个回调函数，将该函数绑定到button_press_event事件上，然后在回调函数中获取event对象，然后通过对象的xdata和ydata属性即可获取相应的笛卡尔坐标系。

import matplotlib.pyplot as plt

def onclick(event):
    print(f"鼠标点击点所在笛卡尔坐标系的位置：({event.xdata:.2f}, {event.ydata:.2f})")

fig, ax = plt.subplots()
cid = fig.canvas.mpl_connect("button_press_event", onclick)

plt.show()

上述代码演示了如何获取鼠标点击点所在的笛卡尔坐标系的位置。在绘制图形后，当我们点击鼠标时，会在控制台中输出相应的笛卡尔坐标系的位置。

获取不同坐标系

除了获取笛卡尔坐标系外，Matplotlib还支持获取极坐标系和其他坐标系的位置坐标。

极坐标系坐标

要获取极坐标系坐标，我们只需要在定义回调函数时，将event对象的x和y属性分别作为极坐标系的极角和极径即可。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

def onclick(event):
    r, theta = event.x, event.y  # 获取极坐标系坐标
    x, y = r * np.cos(theta), r * np.sin(theta)  # 将极坐标系坐标转换为笛卡尔坐标系坐标
    print(f"鼠标点击点所在极坐标系的位置：({r:.2f}, {theta:.2f})")
    print(f"转换为笛卡尔坐标系的位置：({x:.2f}, {y:.2f})")

fig, ax = plt.subplots(subplot_kw={"projection": "polar"})
cid = fig.canvas.mpl_connect("button_press_event", onclick)

plt.show()

上述代码演示了如何获取鼠标点击点所在的极坐标系的位置。在绘制图形后，当我们点击鼠标时，会在控制台中输出相应的极坐标系和笛卡尔坐标系的位置。

其他坐标系坐标

对于其他种类的坐标系，我们可以通过transData属性进行转换。例如，在绘制图形时，我们可以将坐标系设置为天文学坐标系，然后通过transData属性将天文学坐标系的坐标转换为笛卡尔坐标系的坐标。

import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots(subplot_kw={"projection": "astro degrees"})  # 将坐标系设置为天文学坐标系

ax.plot([0, 90, 180, 270, 360], [0, 90, 180, 270, 0])  # 绘制图形

point = ax.transData.transform((90, 90))  # 将天文学坐标系的坐标转换为笛卡尔坐标系的坐标
print(f"点(90, 90)在笛卡尔坐标系中的位置：{point}")

plt.show()

上述代码演示了如何将天文学坐标系的坐标转换为笛卡尔坐标系的坐标。在绘制图形后，我们将点(90, 90)转换为笛卡尔坐标系坐标后，会输出相应的位置。

结论

在Matplotlib中，我们可以通过访问event对象来获取笛卡尔坐标系、极坐标系和其他坐标系的坐标。其中，获取笛卡尔坐标系的方法是在绘制图形前，定义一个回调函数，将该函数绑定到button_press_event事件上，然后在回调函数中获取event对象，然后通过对象的xdata和ydata属性即可获取相应的笛卡尔坐标系。获取极坐标系坐标的方法是在定义回调函数时，将event对象的x和y属性分别作为极坐标系的极角和极径即可，然后再将极坐标系坐标转换为笛卡尔坐标系坐标。获取其他坐标系坐标的方法是将图形坐标系设置为目标坐标系，然后通过transData属性将目标坐标系的坐标转换为笛卡尔坐标系的坐标。