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前言
在数据可视化时，常常需要使用图例来解释图中不同元素的含义。在论文写作时尤其是毕业论文写作时，需要图中文字都显示中文，数字都用新罗马体。然而，matplotlib库默认是不支持中文显示的，因此在绘制图例时，需要进行一些设置才能显示中文。本篇文章将介绍如何使用matplotlib库绘制中文图例。
一、matplotlib是什么？
matplotlib是一个用于创建可视化图表的python库，它支持多种图表类型，包括线图、散点图、条形图、饼图、3d图等，是数据分析、科学计算和工程应用中最常用的可视化工具之一。matplotlib库广泛用于python的数据分析、机器学习、科学计算等领域，以及研究、教育和工业生产中。它是一个开源软件，可以在python的多个版本中使用。
matplotlib库的安装很简单
pip install matplotlib
本文使用的matplotlib版本为3.6.2。可以输入下面的命令直接安装该版本。
pip install matplotlib==3.6.2
二、使用方法
以下面一段简单代码为示例，来讲述如何改变绘图中的文字。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 绘制曲线
x = np.linspace(0, 2*np.pi, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)
plt.plot(x, y1, label=u'正弦曲线')
plt.plot(x, y2, label=u'余弦曲线')
plt.xlabel('横轴')
plt.ylabel('纵轴')
plt.title('函数')
# 添加图例
plt.legend(loc='upper right')
# 显示图像
plt.show()
上面这段代码实现了绘制正弦和余弦曲线在同一幅图上，其显示结果是下图这样的
可见如果不添加字体设置，横纵坐标及图例的中文都是方框。
1.寻找所需要的字体
（1）下载字体
linux一般是不会自带微软雅黑、宋体、新罗马这样的字体的。我们需要去找。如果你身边有windows系统的电脑，可以去下面几个路径下去拷贝
| 字体名称 | 路径 |
|---|---|
| 微软雅黑 | c:\windows\fonts\msyh.ttc |
| 宋体 | c:\windows\fonts\simsun.ttc |
| 新罗马 | c:\windows\fonts\times.ttf |
懒得话也可以下载我上传的字体包
提取码: ehtw
（2）放置到合适路径
linux mint下的字体文件一般放在“/usr/share/fonts/truetype”，如果该目录不存在，则可以手动创建。一般字体文件都会在truetype文件夹下还有一层文件夹，才到字体文件。
以dejavu为例，就是这样的。
所以我们也可以创建一个yahei的文件夹放置其字体文件
# 创建yahei文件夹 sudo mkdir /usr/share/fonts/truetype/yahei # 拷贝字体文件到该文件夹下 sudo cp msyh.ttc /usr/share/fonts/truetype/yahei/
（3）刷新字体缓存
sudo fc-cache -f -v
（4）确认字体文件是否已经安装
在终端输入下面的代码，可以看到微软雅黑的安装路径
fc-list | grep -i yahei
同理，可以查看新罗马的
fc-list | grep times
查看宋体的
fc-list | grep sun
（5）删除matplotlib的缓存
这一步非常重要，有很多人都会忘记
rm rf ~/.cache/matplotlib
2.设置字体
（1）全局设置字体
将下面代码加在之前的代码前面即可。
# 设置字体 plt.rcparams['font.family'] = 'microsoft yahei'
最终代码如下：
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 设置字体
plt.rcparams['font.family'] = 'microsoft yahei'
# plt.rcparams['font.family'] = 'simsun'
# plt.rcparams['font.family'] = 'times new roman'
# 绘制曲线
x = np.linspace(0, 2*np.pi, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)
plt.plot(x, y1, label=u'正弦曲线')
plt.plot(x, y2, label=u'余弦曲线')
plt.xlabel('横轴')
plt.ylabel('纵轴')
plt.title('函数')
# 添加图例
plt.legend(loc='upper right')
# 显示图像
plt.show()
运行代码，看到绘图出现中文了。
把plt.rcparams['font.family'] = 'microsoft yahei'这行注释，替换成plt.rcparams['font.family'] = 'simsun'便会显示宋体。
如果开启plt.rcparams['font.family'] = 'times new roman'。我们发现又出现框框了，显然新罗马不支持中文显示，只有数字变成新罗马体了。
对不同位置的目标，设置不同的字体，可以如下代码修改
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 设置字体
plt.rcparams['font.family'] = 'simsun'
plt.rcparams['font.family'] = 'times new roman'
# 绘制曲线
x = np.linspace(0, 2*np.pi, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)
plt.plot(x, y1, label=u'正弦曲线')
plt.plot(x, y2, label=u'余弦曲线')
# 设置横轴字体
plt.xlabel('横轴', fontfamily='simsun')
# 设置纵轴字体
plt.ylabel('纵轴', fontfamily='simsun')
# 设置标题字体
plt.title('函数', fontfamily='simsun')
# 设置刻度字体
plt.xticks(fontfamily='times new roman')
plt.yticks(fontfamily='times new roman')
# 设置图例字体
plt.legend(loc='upper right', fontsize=12, edgecolor='black', fancybox=false, framealpha=1, prop={'family': 'simsun'})
# 显示图像
plt.show()
最终显示结果
（2）局部设置字体（强烈推荐）
以上的设置到一台新机器上就得重新拷贝或者下载字体文件，似乎有点麻烦。现在介绍第二种方法，直接把自己放在运行程序或者脚本的同级目录下。这样字体跟着代码走，到一个新环境下只要安装了matplotlib就可以直接运行。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.font_manager as fm
# 指定字体
font_path = 'simsun.ttc' # 这里也可以填其他字体的绝对路径，只填名称表示本程序与该字体在同一级目录下
font_prop = fm.fontproperties(fname=font_path, size=12)
en_font_path = 'times.ttf' # 这里也可以填其他字体的绝对路径，只填名称表示本程序与该字体在同一级目录下
en_font_prop = fm.fontproperties(fname=en_font_path, size=12)
x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)
plt.plot(x, y1, label=u'正弦曲线')
plt.plot(x, y2, label=u'余弦曲线')
plt.xlabel('横轴', fontproperties=font_prop)
plt.ylabel('纵轴', fontproperties=font_prop)
plt.title('函数', fontproperties=font_prop)
plt.xticks(fontproperties=en_font_prop)
plt.yticks(fontproperties=en_font_prop)
plt.legend(loc='upper right', fontsize=12, edgecolor='black', fancybox=false, framealpha=1, prop=font_prop)
plt.show()
查看显示结果
总结
本文简单介绍了如何使用matplotlib库添加中文字体显示的办法。一种为全局设置的，一种为当前程序设置的。
