使用 Python Matplotlib 创建形状

简介

本教程旨在指导用户如何使用 Python Matplotlib 创建圆形、楔形和多边形。用户还可以使用 .collections.PatchCollection 来可视化创建的形状。

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导入必要的库

首先，我们需要导入必要的库。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

from matplotlib.collections import PatchCollection
from matplotlib.patches import Circle, Polygon, Wedge

创建一个图形和一个坐标轴

我们创建一个图形和一个坐标轴来绘制形状。

fig, ax = plt.subplots()

定义顶点数量和形状数量

我们定义要创建的顶点数量和形状数量。

resolution = 50  ## 顶点数量
N = 3

创建圆形

我们使用 Circle() 创建圆形，并将它们追加到一个补丁列表中。

x = np.random.rand(N)
y = np.random.rand(N)
radii = 0.1*np.random.rand(N)
patches = []
for x1, y1, r in zip(x, y, radii):
    circle = Circle((x1, y1), r)
    patches.append(circle)

创建扇形

我们使用 Wedge() 创建扇形，并将它们追加到补丁列表中。

x = np.random.rand(N)
y = np.random.rand(N)
radii = 0.1*np.random.rand(N)
theta1 = 360.0*np.random.rand(N)
theta2 = 360.0*np.random.rand(N)
for x1, y1, r, t1, t2 in zip(x, y, radii, theta1, theta2):
    wedge = Wedge((x1, y1), r, t1, t2)
    patches.append(wedge)

为扇形添加限制条件

我们为扇形添加限制条件。

patches += [
    Wedge((.3,.7),.1, 0, 360),             ## 完整的圆
    Wedge((.7,.8),.2, 0, 360, width=0.05),  ## 完整的圆环
    Wedge((.8,.3),.2, 0, 45),              ## 完整的扇形
    Wedge((.8,.3),.2, 45, 90, width=0.10),  ## 环形扇形
]

创建多边形

我们使用 Polygon() 创建多边形，并将它们追加到补丁列表中。

for i in range(N):
    polygon = Polygon(np.random.rand(N, 2), closed=True)
    patches.append(polygon)

设置颜色并创建 PatchCollection

我们设置形状的颜色并创建一个 PatchCollection()。

colors = 100 * np.random.rand(len(patches))
p = PatchCollection(patches, alpha=0.4)
p.set_array(colors)
ax.add_collection(p)
fig.colorbar(p, ax=ax)

显示绘图

我们显示该绘图。

plt.show()

总结

本教程展示了如何使用 Python 的 Matplotlib 创建圆形、扇形和多边形。我们还学习了如何使用 .collections.PatchCollection 来可视化创建的形状。