Matplotlib 显示坐标轴上的小数位数和科学计数法

背景介绍

Matplotlib 是一个常用的Python数据可视化库，用于创建各种类型的图表，包括条形图、线图、散点图、饼图等等。在Matplotlib中，当绘制图表时，经常需要调整坐标轴上的小数位数和科学计数法的显示格式。本篇文章就是来介绍Matplotlib如何在图表中显示指定的小数位数和科学计数法的。

基础知识点

在Matplotlib中，有一些常用的函数可以用来调整坐标轴上的小数位数和科学计数法的显示格式。这些函数包括：

plt.ticklabel_format( )：用于设置坐标轴上的数值格式，包括科学计数法和普通计数法。
plt.gca( ).yaxis.set_major_formatter( )：用于设置y轴上的数字格式，包括小数位数和科学计数法。
plt.gca( ).xaxis.set_major_formatter( )：用于设置x轴上的数字格式，包括小数位数和科学计数法。

小数位数的显示

当我们在绘图中使用双精度浮点数表示数据时，Matplotlib默认只显示几位小数，并且自动舍入到最接近的值。但是，有时候需要显示更多的小数位数，或者不需要自动舍入。这时候，我们可以使用plt.ticklabel_format()函数来实现。

以下是使用plt.ticklabel_format()函数设置小数位数的示例：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 生成一些测试数据
X = np.linspace(0.1, 0.6, 6)
Y = X ** 2

# 绘制图表
plt.plot(X, Y, 'bo-', linewidth=2)
plt.xlabel('X')
plt.ylabel('Y')

# 显示更多的小数位数
plt.ticklabel_format(style='plain', axis='both', useLocale=True)
plt.show()

上面的代码会显示一条X轴范围在0.1到0.6之间的线性函数，Y轴的值是X的平方。在这个示例中，我们使用了plt.ticklabel_format()函数来显示更多的小数位数，其中：

style=’plain’ 表示使用普通格式显示数字，而不是科学计数法。
axis=’both’ 表示同时应用于x轴和y轴。
useLocale=True 表示使用本地设置来显示数字。

科学计数法的显示

当我们在绘图中使用非常小或非常大的数字时，Matplotlib默认会使用科学计数法来显示这些数字。如果我们需要更改科学计数法的显示方式，可以使用plt.ticklabel_format()函数或plt.gca().yaxis.set_major_formatter()等函数来实现。

以下是使用plt.gca().yaxis.set_major_formatter()函数设置科学计数法的示例：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from matplotlib.ticker import ScalarFormatter

# 生成一些测试数据
X = np.logspace(0, 5, num=10)
Y1 = X * 1e-6
Y2 = X * 1e6

# 绘制图表
fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(X, Y1, 'bo-', linewidth=2)
ax.plot(X, Y2, 'rs--', linewidth=2)
ax.set_xscale('log')
ax.set_yscale('log')
ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')

# 显示科学计数法
formatter = ScalarFormatter(useMathText=True)
formatter.set_scientific(True)
formatter.set_powerlimits((-1, 2))
ax.yaxis.set_major_formatter(formatter)
plt.show()

上面的代码会生成一张使用x轴和y轴都是对数坐标轴的图表。在这个示例中，我们使用了plt.gca().yaxis.set_major_formatter()函数来显示科学计数法，其中：

formatter = ScalarFormatter(useMathText=True) 表示使用ScalarFormatter来格式化y轴显示的数字。
formatter.set_scientific(True) 表示打开科学计数法的显示方式。
formatter.set_powerlimits((-1, 2)) 表示设置科学计数法的边界。在这个示例中，表示10的负1次方到10的2次方之间的数字会使用科学计数法。

以上两个示例只是对Matplotlib显示小数位数和科学计数法的一些基础知识和常用方法的介绍，还有很多相关的内容需要进一步深入学习和使用。

总结

通过本文的介绍，我们了解了Matplotlib在图表中如何显示指定的小数位数和科学计数法的方法，包括使用plt.ticklabel_format()函数、plt.gca().yaxis.set_major_formatter()等函数。这些知识点只是Matplotlib数据可视化的一部分，还有很多其他有用的功能需要进一步学习和掌握。