用 pyplot 画一个圆答案

【问题标题】：plot a circle with pyplot用 pyplot 画一个圆
【发布时间】：2012-03-02 04:57:44
【问题描述】：

令人惊讶的是，我没有找到关于如何使用 matplotlib.pyplot（请不要使用 pylab）作为输入中心（x，y）和半径 r 绘制圆的直接描述。我尝试了一些变体：

import matplotlib.pyplot as plt
circle=plt.Circle((0,0),2)
# here must be something like circle.plot() or not?
plt.show()

...但仍然无法正常工作。

【问题讨论】：

我确信可以做到这一点，但 matplotlib 主要用于绘图（即这里有一些数据，将它们放在图表上），而不是绘图，所以它可能并不完全简单。
散点图的半径越来越多地用于可视化数据。谷歌图表称它们为“气泡图”。 Gapminder.org 是一个很好的例子。这正在绘图，而不是绘图。我在 matplotlib github 存储库中搜索“气泡”和“散射半径”无济于事，所以就添加功能而言，我认为这不在待办事项列表中。
plt.scatter() 确实采用了大小参数。您可以传递圆的 x 和 y 坐标、圆的半径和圆的颜色的列表。 matplotlib.org/1.3.1/api/… 。我之前的错误是认为 matplotlib 中还没有这样的功能。
顺便提一下：plt.Circle(..) 指向matplotlib.patches.Circle()。所以没有 pyplot 的解决方案是circle = matplotlib.patches.Circle(..); axes.add_artist(circle).

标签： python matplotlib

【解决方案1】：

您需要将其添加到坐标区。 Circle 是 Patch 的子类，axes 具有 add_patch 方法。（也可以使用add_artist，但不推荐。）

这是一个这样做的例子：

import matplotlib.pyplot as plt

circle1 = plt.Circle((0, 0), 0.2, color='r')
circle2 = plt.Circle((0.5, 0.5), 0.2, color='blue')
circle3 = plt.Circle((1, 1), 0.2, color='g', clip_on=False)

fig, ax = plt.subplots() # note we must use plt.subplots, not plt.subplot
# (or if you have an existing figure)
# fig = plt.gcf()
# ax = fig.gca()

ax.add_patch(circle1)
ax.add_patch(circle2)
ax.add_patch(circle3)

fig.savefig('plotcircles.png')

结果如下图：

第一个圆圈位于原点，但默认情况下clip_on 是True，因此当圆圈超出axes 时，它会被剪裁。第三个（绿色）圆圈显示当您不剪辑Artist 时会发生什么。它超出坐标轴（但不超出图形，即图形大小不会自动调整以绘制所有艺术家）。

默认情况下，x、y 和半径的单位对应于数据单位。在这种情况下，我没有在我的坐标轴上绘制任何东西（fig.gca() 返回当前坐标轴），并且由于从未设置过限制，它们默认为从 0 到 1 的 x 和 y 范围。

下面是示例的延续，展示了单位的重要性：

circle1 = plt.Circle((0, 0), 2, color='r')
# now make a circle with no fill, which is good for hi-lighting key results
circle2 = plt.Circle((5, 5), 0.5, color='b', fill=False)
circle3 = plt.Circle((10, 10), 2, color='g', clip_on=False)
    
ax = plt.gca()
ax.cla() # clear things for fresh plot

# change default range so that new circles will work
ax.set_xlim((0, 10))
ax.set_ylim((0, 10))
# some data
ax.plot(range(11), 'o', color='black')
# key data point that we are encircling
ax.plot((5), (5), 'o', color='y')
    
ax.add_patch(circle1)
ax.add_patch(circle2)
ax.add_patch(circle3)
fig.savefig('plotcircles2.png')

导致：

您可以看到我如何将第二个圆圈的填充设置为 False，这对于包围关键结果（如我的黄色数据点）很有用。

【讨论】：

我喜欢这个答案，因为您是在“画”一个圆圈，而不是在绘图。虽然策划也是我的第一直觉。
仅供参考：自编写此答案以来，Circle 类似乎已从 matplotlib.pyplot 移至 matplotlib.patches。
但是但是圆圈是椭圆的！
@rubenvb 看到我的另一个答案：stackoverflow.com/questions/9230389/…
@pavon 对于我来说，matplotlib.pyplot.Circle == matplotlib.patches.Circle 的计算结果为 True，所以它们可能是别名。

【解决方案2】：

import matplotlib.pyplot as plt

circle1 = plt.Circle((0, 0), 0.2, color='r')
plt.gca().add_patch(circle1)

已接受答案的快速浓缩版本，可快速将圆圈插入现有情节。请参阅接受的答案和其他答案以了解详细信息。

顺便说一句：

gca() 表示获取当前轴

【讨论】：

完美！正是我现在需要看到的。你的“顺便说一句”也很有帮助！ dir(fig) 向我展示了 30 多种“获取”方法，但 gca 没有 get_current_axis 别名。这些仅供参考的答案很棒。
您实际上可以使用plt.gca() 而不是plt.gcf().gca()

【解决方案3】：

如果您想绘制一组圆圈，您可能希望看到this post 或this gist（有点新）。该帖子提供了一个名为circles的函数。

函数circles 的工作方式与scatter 类似，但绘制的圆圈的大小以数据为单位。

这是一个例子：

from pylab import *
figure(figsize=(8,8))
ax=subplot(aspect='equal')

#plot one circle (the biggest one on bottom-right)
circles(1, 0, 0.5, 'r', alpha=0.2, lw=5, edgecolor='b', transform=ax.transAxes)

#plot a set of circles (circles in diagonal)
a=arange(11)
out = circles(a, a, a*0.2, c=a, alpha=0.5, edgecolor='none')
colorbar(out)

xlim(0,10)
ylim(0,10)

【讨论】：

transform=ax.transAxes 是做什么的？
@Lee 右下角的圆，将数据转换为坐标轴坐标，即（1,1）表示坐标轴的右上角，（1,0）表示右下角角落等
这应该是 matplotlib 的一部分。
这个可以和mplleaflet一起使用吗？如果是这样，你能举个例子吗？
@fmalaussena 由于这段代码 sn-p 是纯 matplotlib，我想它应该与 mplleaflet 兼容，尽管我从未尝试过。

【解决方案4】：

#!/usr/bin/python
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

def xy(r,phi):
  return r*np.cos(phi), r*np.sin(phi)

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111,aspect='equal')  

phis=np.arange(0,6.28,0.01)
r =1.
ax.plot( *xy(r,phis), c='r',ls='-' )
plt.show()

或者，如果您愿意，请查看paths、http://matplotlib.sourceforge.net/users/path_tutorial.html

【讨论】：

圆和度数的三角方程 0 tp 360 ，转换为 0 到 6.28319 弧度 mathopenref.com/coordparamcircle.html
您是否介意让我知道您为什么在函数名称前添加 *，即 *xy(r,phis)。谢谢
@sleevechen * 将函数返回的 2 元组解包为单独的参数。见runestone.academy/runestone/books/published/fopp/Tuples/…

【解决方案5】：

如果您的目标是让“圆”保持视觉纵横比为 1，无论数据坐标是什么，您都可以使用 scatter() 方法。 http://matplotlib.org/1.3.1/api/pyplot_api.html#matplotlib.pyplot.scatter

import matplotlib.pyplot as plt
x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [10, 20, 30, 40, 50]
r = [100, 80, 60, 40, 20] # in points, not data units
fig, ax = plt.subplots(1, 1)
ax.scatter(x, y, s=r)
fig.show()

【讨论】：

【解决方案6】：

为常见用例扩展已接受的答案。特别是：

以自然的纵横比查看圆圈。
自动扩展坐标区范围以包括新绘制的圆。

独立示例：

import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots()
ax.add_patch(plt.Circle((0, 0), 0.2, color='r', alpha=0.5))
ax.add_patch(plt.Circle((1, 1), 0.5, color='#00ffff', alpha=0.5))
ax.add_artist(plt.Circle((1, 0), 0.5, color='#000033', alpha=0.5))

#Use adjustable='box-forced' to make the plot area square-shaped as well.
ax.set_aspect('equal', adjustable='datalim')
ax.plot()   #Causes an autoscale update.
plt.show()

注意ax.add_patch(..)和ax.add_artist(..)之间的区别：两者中，只有前者使自动缩放机械考虑圆（参考：discussion )，所以在运行上面的代码后我们得到：

另请参阅：set_aspect(..) documentation。

【讨论】：

在python3中，需要去掉fig, ax = plt.subplots()，否则会得到两个窗口（一个是空白的）。

【解决方案7】：

我看到了使用 (.circle) 的情节，但根据您可能想要做的事情，您也可以尝试一下：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = list(range(1,6))
y = list(range(10, 20, 2))

print(x, y)

for i, data in enumerate(zip(x,y)):
    j, k = data
    plt.scatter(j,k, marker = "o", s = ((i+1)**4)*50, alpha = 0.3)

centers = np.array([[5,18], [3,14], [7,6]])
m, n = make_blobs(n_samples=20, centers=[[5,18], [3,14], [7,6]], n_features=2, 
cluster_std = 0.4)
colors = ['g', 'b', 'r', 'm']

plt.figure(num=None, figsize=(7,6), facecolor='w', edgecolor='k')
plt.scatter(m[:,0], m[:,1])

for i in range(len(centers)):

    plt.scatter(centers[i,0], centers[i,1], color = colors[i], marker = 'o', s = 13000, alpha = 0.2)
    plt.scatter(centers[i,0], centers[i,1], color = 'k', marker = 'x', s = 50)

plt.savefig('plot.png')

【讨论】：

【解决方案8】：

与散点图类似，您也可以使用带有圆线样式的普通图。使用markersize参数可以调整圆的半径：

import matplotlib.pyplot as plt

plt.plot(200, 2, 'o', markersize=7)

【讨论】：

【解决方案9】：

你好，我写了一个画圆的代码。它将有助于绘制各种圆圈。 The image shows the circle with radius 1 and center at 0,0 中心和半径可以任意编辑。

## Draw a circle with center and radius defined
## Also enable the coordinate axes
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
# Define limits of coordinate system
x1 = -1.5
x2 = 1.5
y1 = -1.5
y2 = 1.5

circle1 = plt.Circle((0,0),1, color = 'k', fill = False, clip_on = False)
fig, ax = plt.subplots()
ax.add_artist(circle1)
plt.axis("equal")
ax.spines['left'].set_position('zero')
ax.spines['bottom'].set_position('zero')
ax.spines['right'].set_color('none')
ax.spines['top'].set_color('none')
ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')
ax.yaxis.set_ticks_position('left')
plt.xlim(left=x1)
plt.xlim(right=x2)
plt.ylim(bottom=y1)
plt.ylim(top=y2)
plt.axhline(linewidth=2, color='k')
plt.axvline(linewidth=2, color='k')

##plt.grid(True)
plt.grid(color='k', linestyle='-.', linewidth=0.5)
plt.show()

祝你好运

【讨论】：