SymPy sympy.plotting.plot 奇怪的xlabel位置

在本文中，我们将介绍 SymPy 中绘图函数 plot 的一种奇怪现象，即在某些情况下，xlabel 的位置可能会出现异常。

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SymPy 简介

SymPy 是一个用于数学符号计算的 Python 库。它提供了许多数学计算的功能，如符号计算、解方程、微分、积分等。另外，SymPy 还有一个绘图模块，可以用于绘制各种数学函数的图形。

sympy.plotting.plot 函数

在 SymPy 中，绘图函数 plot 可以用于绘制一维和二维的函数图像。它接受一个或多个函数作为参数，并可以指定绘图的范围、标题、轴标签等。

下面是一个使用 plot 函数绘制正弦函数图像的示例：

from sympy import symbols, sin
from sympy.plotting import plot

x = symbols('x')
p = plot(sin(x), (x, -5, 5), title='Sin Function', xlabel='x', ylabel='y')
p.show()

运行上述代码，可以得到一个范围在 -5 到 5 的正弦函数图像，标题为 “Sin Function”，x 轴标签为 “x”，y 轴标签为 “y”。

奇怪的 xlabel 位置

然而，在某些情况下，我们可能会发现 xlabel 的位置在绘图中出现了异常。具体表现为，xlabel 的位置并不在 x 轴上方，而是在图像的左下角或其他奇怪的位置。

from sympy import symbols, sin
from sympy.plotting import plot

x = symbols('x')
p = plot(sin(x), (x, -5, 5), title='Sin Function', xlabel='x', ylabel='y')
p[0].xlabel = 'This is x axis'  # 修改 xlabel
p.show()

在上述代码中，我们修改了 xlabel 的文本内容为 “This is x axis”。运行代码后，我们可以观察到 xlabel 的位置不再位于 x 轴上方，而是在图像的左下角。

解决方案

为了解决 xlabel 位置异常的问题，我们可以使用 Matplotlib 库来重新绘制 SymPy 的 plot 图像，以得到正常位置的 xlabel。

from sympy import symbols, sin
from sympy.plotting import plot
import matplotlib.pyplot as plt

x = symbols('x')
p = plot(sin(x), (x, -5, 5), title='Sin Function', xlabel='x', ylabel='y', show=False)

fig = p._backend.fig
ax = fig.axes[0]
ax.set_xlabel('This is x axis')  # 修改 xlabel

plt.show()

在上述代码中，我们使用了 Matplotlib 的 pyplot 模块重新绘制了 SymPy 的 plot 图像。通过获取 plot 对象的底层图像对象 fig 和轴对象 ax，我们可以通过 ax.set_xlabel() 方法来修改 xlabel 的位置和文本内容。最后使用 plt.show() 方法显示图像。