Matplotlib与PGF的结合

引言

Matplotlib是一个广泛使用的数据可视化库，通过使用不同的后端，Matplotlib可以创建各种格式的图形，包括矢量图和栅格图。其中一个常见的后端是PGF后端，它可以生成LaTeX可用的矢量图（.pgf文件）。然而，当使用Matplotlib的PGF后端时，可能会遇到一些错误，其中一个常见的错误是“dimension too large”。

产生错误

这个错误的原因在于生成的pgf文件中有一些数值过大，PGF库无法处理。更具体地说，它是由于Matplotlib使用了pgf库的限制造成的，其中一个限制是最大的数字是16383，如果Matplotlib生成的数字大于这个值，则会出现“dimension too large”的错误。

下面的代码演示了如何在Matplotlib中使用PGF后端，并产生此错误：

import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams.update({
    "pgf.texsystem": "pdflatex",
})
fig = plt.figure(figsize=(7, 5))
ax = fig.add_subplot()
ax.plot([0, 100000], [0, 100000])
ax.set_xlabel("X label", fontsize=12)
ax.set_ylabel("Y label", fontsize=12)
ax.set_title("Title", fontsize=16)
fig.tight_layout()
fig.savefig("test.pgf")

运行这段代码时，会出现以下错误：

! Dimension too large.
<recently read> \pgf@x 

l.13 ... [0, 100000], [0, 100000])

! Dimension too large.
<recently read> \pgf@y 

l.13 ... [0, 100000], [0, 100000])

解决方法

有两种解决这个问题的方法。

方法一：手动限制坐标范围

一种解决这个错误的方法是手动限制x和y轴的范围，以确保生成的数字不会超过16383。例如，在上面的示例中，我们可以将绘图的范围设置为0到16383：

import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams.update({
    "pgf.texsystem": "pdflatex",
})
fig = plt.figure(figsize=(7, 5))
ax = fig.add_subplot()
ax.plot([0, 16383], [0, 16383])
ax.set_xlabel("X label", fontsize=12)
ax.set_ylabel("Y label", fontsize=12)
ax.set_title("Title", fontsize=16)
fig.tight_layout()
fig.savefig("test.pgf")

这将生成一个pgf文件，不会出现“dimension too large”的错误。

方法二：修改PGF参数

另一种解决方法是修改PGF库的参数，以便能够处理更大的数字。我们可以在matplotlibrc文件中添加如下行：

pgf.preamble : \usepackage{pgfplots}\pgfplotsset{compat=newest}\usetikzlibrary{plotmarks}\pgfkeys{/pgf/number format/.cd,fixed,precision=5}

这将修改PGF库的数字格式，以便更大的数字可以被正确处理。在修改matplotlibrc文件之后，我们可以再次运行上面的示例代码，就不会出现“dimension too large”的错误。

总结

在使用Matplotlib的PGF后端时，可能会出现“dimension too large”的错误。这个错误是由于PGF库的数字限制导致的，其中一个限制是最大的数字是16383。为了解决这个错误，我们可以手动限制x和y轴的范围，以确保生成的数字不会超过16383，或者修改PGF参数，以便能够处理更大的数字。