Matplotlib savefig命令

在使用Matplotlib进行数据可视化的过程中，我们经常需要使用savefig命令将绘制好的图像保存到文件中以备后续使用。但是在使用savefig的过程中，有时会出现文本被裁剪（text chopped off）的问题，这种问题在Matplotlib的早期版本中尤为常见。本文将通过具体的案例分析，介绍Matplotlib中savefig命令产生文本被裁剪问题的原因以及解决方法。

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产生文本裁剪的原因

Matplotlib中savefig命令产生文本裁剪问题的原因主要是字体（font）设置不当。在Matplotlib中，字体的设置通过两个参数来实现，分别是rcParams['font.family']和rcParams['font.size']。其中，font.family控制字体的族，font.size控制字体的大小。在默认情况下，font.family的值为['sans-serif']，font.size的值为10。这意味着，在你不显式地指定字体族和字体大小的情况下，Matplotlib中绘制的文本都将使用默认的字体族和字体大小。

当我们将一张图像保存为PDF或EPS格式的文件时，Matplotlib会自动将文本转换为向量图形并压缩文件大小。在这个过程中，如果字体设置不当，就可能会导致文本被裁剪的问题。

解决方法之一：使用Roboto字体

解决Matplotlib中savefig命令产生文本裁剪问题的最简单方法之一，是使用Google的Roboto字体。这是一种优秀的无衬线字体，支持多种语言和字母表，并通过在屏幕和打印设备上的各种分辨率下进行测试，确保了良好的可读性和显示效果。

下面的代码演示了如何在Matplotlib中使用Roboto字体：

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.family'] = 'Roboto'

fig, ax = plt.subplots()

ax.plot([1, 2, 3, 4, 5], [1, 2, 3, 4, 5])

ax.set_xlabel('X轴标签')
ax.set_ylabel('Y轴标签')
ax.set_title('图像标题')

fig.savefig('test.pdf', bbox_inches='tight')

在上面的代码中，我们调用了plt.rcParams['font.family'] = 'Roboto'来设置使用Roboto字体。接着，我们创建了一个图像对象（fig）和一个坐标轴对象（ax），并通过ax.plot方法添加了一组数据。接下来，我们使用ax.set_xlabel、ax.set_ylabel和ax.set_title方法对坐标轴和标题进行了设置。最后，我们调用fig.savefig方法将图像保存到test.pdf文件中，并设置了bbox_inches='tight'参数以确保保存的图像边界紧密贴合绘图的内容。

可以看到，使用Roboto字体的Matplotlib图像已经没有文本被裁剪的问题了。

解决方法之二：手动安装所需字体

除了使用Google的Roboto字体之外，我们也可以手动安装所需的字体。在Windows环境中，可以通过以下步骤安装：

打开控制面板；
点击“外观和个性化”，然后点击“字体”；
将所需的字体文件拷贝到字体文件夹中；
右键单击字体文件，然后选择“安装”。

在Mac环境中，可以通过以下步骤安装：

打开“Font Book”应用程序；
点击“文件”菜单，然后选择“添加字体”；
选择所需的字体文件，然后点击“打开”。

在Linux环境中，可以使用系统自带的字体管理工具或者手动将字体文件复制到/usr/share/fonts目录下。

安装好字体后，我们需要在Matplotlib中显式地指定使用安装好的字体。下面的代码演示了如何在Matplotlib中使用安装好的“Source Han Sans”的字体：

import matplotlib.font_manager as fm
import matplotlib.pyplot as plt

font_path = '/usr/share/fonts/source-han-sans/SourceHanSans-Regular.otf'
font_prop = fm.FontProperties(fname=font_path)

fig, ax = plt.subplots()

ax.plot([1, 2, 3, 4, 5], [1, 2, 3, 4, 5])

ax.set_xlabel('X轴标签', fontproperties=font_prop)
ax.set_ylabel('Y轴标签', fontproperties=font_prop)
ax.set_title('图像标题', fontproperties=font_prop)

fig.savefig('test.pdf', bbox_inches='tight')

在上面的代码中，我们首先使用matplotlib.font_manager模块中的FontProperties类指定要使用的字体，然后将字体路径传递给fname参数。接着，我们创建了一个图像对象（fig）和一个坐标轴对象（ax），并通过ax.plot方法添加了一组数据。接下来，我们使用ax.set_xlabel、ax.set_ylabel和ax.set_title方法对坐标轴和标题进行了设置，并将fontproperties参数设置为font_prop，以确保使用安装好的字体。最后，我们调用fig.savefig方法将图像保存到test.pdf文件中，并设置了bbox_inches='tight'参数。