Matplotlib savefig 不保存坐标轴问题

在使用Matplotlib绘制图形时，我们经常需要将绘制的图形保存下来以备后用。而Matplotlib中的savefig()方法就是用来实现此功能的，但在实际使用过程中，我们有可能会遇到savefig()无法保存坐标轴的问题。本文将重点探讨这个问题，同时介绍解决方案。

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Matplotlib savefig 方法的基本用法

首先来回顾一下Matplotlib中savefig()方法的基本用法。该方法可以将当前绘制的图形保存为图片文件，支持多种图片格式，如PNG、JPEG、PDF等，其函数定义如下：

savefig(fname, dpi=None, facecolor='w', edgecolor='w',
        orientation='portrait', papertype=None, format=None,
        transparent=False, bbox_inches=None, pad_inches=0.1,
        frameon=None, metadata=None)

其中，参数fname表示要保存的图片文件名，如'figure.png'、'figure.jpg'等等；dpi表示图片的分辨率；facecolor表示画布背景色；edgecolor表示画布边框颜色；orientation表示图片方向，可以为'portrait'（纵向）或'landscape'（横向）；transparent表示画布是否透明；bbox_inches表示要保存的图形部分，可以为'tight'（紧凑）或指定一个四元组坐标；pad_inches表示图形与画布边缘的距离；frameon表示画布是否显示边框；metadata表示要保存的元数据。

一个最基本的使用示例：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.linspace(-1, 1, 50)
y = x**2
plt.plot(x, y)
plt.savefig('figure.png')

运行以上代码后，会在当前目录下生成一个名为'figure.png'的文件，其中包含我们绘制的图形。

Matplotlib savefig 方法存在的问题

不过，在实际使用savefig()方法时，我们可能会遇到无法保存坐标轴的问题。例如，我们有如下绘图代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

fig, ax = plt.subplots()
x = np.linspace(-1, 1, 50)
y = x**2
ax.plot(x, y)
ax.set_xlabel('x')
ax.set_ylabel('y')
plt.savefig('figure.png')

这段代码表示绘制一条抛物线，并设置了坐标轴的标签。运行后，我们发现生成的图片中只有抛物线，没有坐标轴的标签。这是因为matplotlib默认情况下是保存当前图形，而我们实际想要保存的是当前子图（即ax对象）。

解决方案

为了解决这个问题，我们需要对savefig()方法进行一些修改，以实现正确的保存。有两种方法来解决这个问题：

方法一：明确指定子图

首先，我们可以明确指定要保存的子图，方法是将bbox_inches参数设置为'tight'，表示保存子图中的内容。修改后的代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

fig, ax = plt.subplots()
x = np.linspace(-1, 1, 50)
y = x**2
ax.plot(x, y)
ax.set_xlabel('x')
ax.set_ylabel('y')
plt.savefig('figure.png', bbox_inches='tight')

这段代码和上面的代码基本相同，只是在调用savefig()方法时传入了bbox_inches='tight'参数。

重新运行代码后，我们会发现生成的图片中增加了坐标轴的标签。

方法二：保存子图对象

另外，我们还可以保存子图对象，而不是保存整个图形。因为子图对象包含了所有的图形元素，包括坐标轴、标签等等。修改后的代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

fig, ax = plt.subplots()
x = np.linspace(-1, 1, 50)
y = x**2
ax.plot(x, y)
ax.set_xlabel('x')
ax.set_ylabel('y')
ax.figure.savefig('figure.png')

这段代码中，在调用savefig()方法时使用了ax.figure的形式，表示只保存子图对象，而不是整个图形。重新运行代码后，我们会发现生成的图片中增加了坐标轴的标签。

总结

在使用Matplotlib的savefig()方法时，我们需要注意子图和整个图形的区别。为了避免出现无法保存坐标轴的问题，我们可以使用bbox_inches='tight'或者ax.figure.savefig()这两种方法保存子图对象。在实际使用过程中，我们需要根据具体情况选择合适的方法。