极客教程Matplotlib 设置轴线宽度而不改变全局rcParams字典
Matplotlib是一个出色的Python数据可视化库，通常用于绘制各种类型的线图、散点图、直方图等。作为一个高度可定制的库，它允许用户自定义其图形样式。其中，设置轴线宽度是一项常见但易被忽视的任务。本文将介绍如何在Matplotlib中设置轴线宽度，同时不更新全局rcParams字典，从而保持其他轴的默认属性不变。
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Matplotlib设置轴线样式
在Matplotlib中，轴线位于底部、左侧、顶部和右侧，用来界定数据区域的范围。因此，了解如何更改轴线样式对于调整数据可视化非常重要。Matplotlib中有两种方式可以实现轴线样式的更改：
1. 使用 rcParams
Matplotlib提供了一个名为“rcParams”的全局字典，它存储了默认样式的所有参数，包括轴线宽度。用户可以直接通过修改字典中的值来更改默认轴线宽度。例如：
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['axes.linewidth'] = 1.5 # 更改轴线宽度
随后，用户绘制的所有图形都将采用这个设置。然而这有时不是用户想要的，例如：
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['axes.linewidth'] = 1.5 # 更改轴线宽度
fig, ax = plt.subplots() # 创建画布和轴
ax.plot([0, 1], [0, 1]) # 绘制线段
在上述情况下，轴线宽度被更改，但是其他轴的默认属性仍然变化。因此，如果用户只需更改特定图形的轴线样式，那么上述方法并不是一个完美的解决方案。
2. 使用 setp 函数
另一种更改轴线样式的方法是使用Matplotlib的setp函数。这个函数允许用户修改任何对象的属性。例如：
import matplotlib.pyplot as plt
fig, ax = plt.subplots() # 创建画布和轴
ax.plot([0, 1], [0, 1]) # 绘制线段
for axis in ['top','bottom','left','right']: # 循环轴线
plt.setp(ax.spines[axis], linewidth=1.5) # 更改轴线宽度
在上述情况下，用户可以仅更改所需的轴线。只需向setp函数传递要更改的轴线对象的列表即可。要更改对象的属性，可以传递新的属性值字典。这个函数的优点在于，只有针对特定对象进行更改，不会影响其他对象的默认属性。
Matplotlib如何保持默认轴的属性不变
如果要在Matplotlib中更改轴线属性，同时又不希望全局rcParams字典更新，有几种方法可以解决这个问题。
1. 使用with嵌套语句
将新的设置值写入with语句将使它们仅在块中有效。块结束时，计划内临时设置将自动从作用域中删除。例如：
import matplotlib.pyplot as plt
fig, ax = plt.subplots() # 创建画布和轴
ax.plot([0, 1], [0, 1]) # 绘制线段
with plt.rc_context({'axes.linewidth': 1.5}): # 在with语句内设置轴线宽度
fig.savefig('figure-with-custom-axes-linewidth.png', bbox_inches='tight')
在上述情况下，轴线宽度被更改，并且rcParams字典没有被更新。这是一种简单而有效的方法，仅限于需要生成一个用特定属性绘制的单个图形，文件写入bbox。
2. 创建自定义stepper函数
用户还可以创建一个名为“stepper”的自定义函数，该函数使用Matplotlib样式管理器并在新样式中设置所需的属性，如果用户仅需使用自定义样式一次，则可以通过传递stepper函数。因此，自定义样式不会影响全局rcParams字典。例如：
import matplotlib.cm as cm
import matplotlib.pyplot as plt
def stepper(linewidth): # 自定义stepper函数
return lambda x: x.update(dict(linewidth=linewidth))
fig, ax = plt.subplots() # 创建画布和轴
ax.plot([0, 1], [0, 1]) # 绘制线段
with plt.style.context(('default', {'axes.linewidth': 1.5})): # 在with语句内应用自定义样式
fig.savefig('figure-with-custom-axes-linewidth.png', bbox_inches='tight', transparent=True, dpi=300, edgecolor='none')
在上述情况下，stepper函数通过对style参数进行编辑，并在with块中加载该样式，从而更改所需的轴线宽度。
总结
本文介绍了如何在Matplotlib中更改轴线样式，同时不更新全局rcParams字典，以便保持默认属性不变。其中，使用setp函数和with嵌套语句都是相对简单而有效的方法，可实现特定图形轴线样式的更改。如果需要频繁使用自定义样式，用户可以创建一个名为“stepper”的自定义函数，该函数使用Matplotlib样式管理器并在新样式中设置所需的属性。在使用Matplotlib时，更改轴线属性非常重要，因此本文提供了几种解决方案，可以使用户在更改轴线属性时更加灵活，同时保持全局参数字典的默认状态。