matplotlib绘图的两种模式“block”和“interactive”

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matplotlib绘图有两种模式:“block模式”和“interactive模式”


★block模式特点:

(1)plt.polt()等绘图函数不会直接在窗口中绘图,只有调用plt.show()(窗口不会自动关闭)或plt.pause()(窗口自动关闭)时才将内存中的图绘制到窗口;
(2)程序碰到第一个plt.show()时,绘图后会暂停执行,直到手动关闭当前窗口才继续执行后面的代码,这就是“阻塞”的含义;
(3)plt.pause(time)函数也能实现窗口绘图(不需要plt.show),但窗口只停留time时间便会自动关闭,然后再继续执行后面代码;plt.pause()会把它之前的所有绘图都绘制在对应坐标系中,而不仅仅是在当前坐标系中绘图;特别要注意的是,plt.pasue(0)将绘制之前的所有图像,且图像窗口不会自动关闭,但程序会停止在该语句所在位置,即使手动关闭窗口也不会继续执行后面的代码;
(4)如果plt.pause()和plt.show()一起使用时,前者相当于只是暂停时间,而在窗口中绘图的工作将由plt.show()完成,因此后者的总用占主要位置;
(5)在python脚本模式中默认是block模式的。
例1:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.arange(0,2*np.pi,0.1)
y1 = np.sin(x)
plt.figure(1)
plt.plot(x,y) #内存中绘图
#plt.show() #窗口中显示图像

上述代码在python脚本中,默认是block模式,因plt.show()被注释,所以即使运行程序后,也不会在窗口中展示绘图结果。如果启用plt.show()则成功绘图。

例2:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.arange(0,2*np.pi,0.1)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)

plt.figure(1)
plt.plot(x,y1) # 内存中绘制sin曲线
plt.show() #程序停留在此,直到图像窗口被关闭

plt.figure(2)
plt.plot(x,y2)# 内存中绘制cos曲线
plt.show()

在阻塞模式下,上述代码不会一次就把sin和cos两条曲线分别绘制在figure(1)和figure(2)上,而是先画figure(1),手动关闭后再画figure(2)。那么阻塞模式下如何实现一起绘制呢?全局只放一个plt.show(),且在所有绘图函数结束后再放。见下面只是点:
plt.show()的作用:将内存中已经绘制好的图片一次性绘制在对应的坐标系统中。因此,在block模式下,一般把plt.show()放在最后面,且只放一个,而不是而不是放中间或者放多个。

例3:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.arange(0,2*np.pi,0.1)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)

plt.figure(1)
plt.plot(x,y1)
plt.pause(2) #在figure(1)上绘制sin曲线,2s后自动关闭窗口

plt.figure(2)
plt.plot(x,y2)
plt.pause(2) #在figure(2)上绘制cos曲线,2s后自动关闭窗口

plt.pause(0) #重新绘制figure(1)和figure(2),不会自动关闭

上述代码中第一个plt.pause(2) 在figure(1)上绘制sin曲线,2s后自动关闭窗口;第二个plt.pause(2) 在figure(2)上绘制cos曲线,2s后自动关闭窗口;最后plt.pause(0)将它前面的所有图像重新绘制在对应的坐标系中,并保持,也就是这里的figure(1)和figure(2)。如果将第一个plt.pause(2)改为plt.pause(0),那么将绘制figure(1),且保持,即使关闭figure(1)后面的程序也不会执行了。


★interactive模式特点:

(1)开启interactive模式,用plt.ion(),放在绘图之前,关闭该模式用plt.ioff();
(2)不用plt.show()或plt.pause(),只要plt.plot()等语句就能在窗口中绘图,但是,绘图后窗口立马自动关闭,你压根都没法看清楚;可以用plt.pause(time)进行延迟自动关闭时间,需要注意的是如果有多个plt.pause()穿插在不同绘图函数下,那么前面的窗口不会先关闭,会等到最后一个plt.pause()结束后再一起关闭。该模式下要实现同时绘图,且保持,可用plt.pause(0),但程序会结束在该位置,手动关闭窗口也不会继续执行了,因此plt.pause(0)应放在程序最后。
(3)该模式下,即使用了plt.show()也依然会自动关闭窗口,可在调用plt.show()之前调用plt.ioff()关闭交互模式,恢复到阻塞模式。
(4)ipython模式下,默认是interactive模式。
例1:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
plt.ion() #开启interactive模式

x = np.arange(0,2*np.pi,0.1)
y = np.sin(x)

plt.figure(1)
plt.plot(x,y) #直接窗口绘图,但迅速自动关闭
#plt.pause(2) #窗口保持2s后自动关闭

上述代码中plt.plot(x,y)会在窗口中绘图,但以极快的速度自动关闭,启用plt.pause(2) 后延迟2s后自动关闭。

例2:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
plt.ion() #开启interactive模式

x = np.arange(0,2*np.pi,0.1)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)

plt.figure(1)
plt.plot(x,y1) #绘制sin曲线
plt.pause(2) #暂停2s,但窗口此时不会自动关闭,因为后面还有一个plt.pause()

plt.figure(2)
plt.plot(x,y2) #绘制cos曲线
plt.pause(4) ##暂停4s,然后跟figure(1)一起关闭。

上述代码中plt.plot(x,y1) 绘制sin曲线,又因为plt.pause(2) 而窗口停留2s,还因为后面的plt.pause(4)而继续停留4s,plt.plot(x,y2) 绘制cos曲线,又因为plt.pause(4)而窗口停留4s,然后跟sin曲线窗口一起关闭。


★在一个figure上循环画图

(1)block模式

在block模式下实现循环绘图,循环内部只能用plt.pause()函数(但最后窗口会自动关闭),而不能用plt.show()(因为block模式下它会暂停程序)。程序如下:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
for i in range(100):
    y = np.random.random(size=10)
    #plt.cla() #清除当前图像,若不清除则前面画的图保留
    plt.plot(y)
    plt.pause(0.1)
plt.show() #循环外用,将前面的最后一个窗口保持而不关闭
print('程序结束')

(2)interactive模式

interactive模式下,画图虽然不需要plt.pause(),但图像窗口会立即消失,因此还是需要plt.pause()的协助,该模式下在循环内部plt.show()不会有任何作用。程序如下:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

plt.ion() #开启interactive模式
for i in range(100):
    y = np.random.random(size=10)
    #plt.cla() #清除当前图像,若不清除则前面画的图保留
    plt.plot(y) #自动绘图,但窗口会立即消失
    plt.pause(0.1) #用于保持窗口
plt.ioff() #关闭interactive模式,否则后面的plt.show()也会一闪而过
plt.show()

上例中,plt.ioff()用于关闭interactive模式,否则后面的plt.show()不起作用。

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