3.4.

3.4.md

+# 3.4 文本处理
+
+> 原文：[Working with text](http://matplotlib.org/users/index_text.html)
+
+> 译者：[飞龙](https://github.com/)
+
+> 协议：[CC BY-NC-SA 4.0](http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/)
+
+## 引言
+
+matplotlib 具有优秀的文本支持，包括数学表达式，光栅和向量输出的 truetype 支持，任意旋转的换行分隔文本和 unicode 支持。 因为我们直接在输出文档中嵌入字体，例如 postscript 或 PDF，你在屏幕上看到的也是你在打印件中得到的。 freetype2 可产生非常漂亮，抗锯齿的字体，即使在小光栅尺寸下看起来也不错。 matplotlib 拥有自己的`matplotlib.font_manager`，感谢 Paul Barrett，他实现了一个跨平台，符合 W3C 标准的字体查找算法。
+
+您可以完全控制每个文本属性（字体大小，字体重量，文本位置和颜色等），并在`rc`文件中设置合理的默认值。 并且对于那些对数学或科学图像感兴趣的人，matplotlib 实现了大量的 TeX 数学符号和命令，来支持你图中任何地方放置数学表达式。
+
+## 基本的文本命令
+
+### text
+
+
+在`Axes`的任意位置添加文本。
+
+命令式：[`matplotlib.pyplot.text`](http://matplotlib.org/api/pyplot_api.html#matplotlib.pyplot.text)，面向对象：[`matplotlib.axes.Axes.text`](http://matplotlib.org/api/axes_api.html#matplotlib.axes.Axes.text)。
+
+
+### xlabel
+
+向 x 轴添加轴标签。
+
+命令式：[`matplotlib.pyplot.xlabel`](http://matplotlib.org/api/pyplot_api.html#matplotlib.pyplot.xlabel)，面向对象：[`matplotlib.axes.Axes.set_xlabel`](http://matplotlib.org/api/axes_api.html#matplotlib.axes.Axes.set_xlabel)。
+
+### ylabel
+
+向 y 轴添加轴标签。
+
+命令式：[`matplotlib.pyplot.ylabel`](http://matplotlib.org/api/pyplot_api.html#matplotlib.pyplot.ylabel)，面向对象：[`matplotlib.axes.Axes.set_ylabel`](http://matplotlib.org/api/axes_api.html#matplotlib.axes.Axes.set_ylabel)。
+
+### title
+
+向`Axes`添加标题。
+
+命令式：[`matplotlib.pyplot.title`](http://matplotlib.org/api/pyplot_api.html#matplotlib.pyplot.title)，面向对象：[`matplotlib.axes.Axes.set_title`](http://matplotlib.org/api/axes_api.html#matplotlib.axes.Axes.set_title)。
+
+### figtext
+
+向`Figure`的任意位置添加文本。
+
+命令式：[`matplotlib.pyplot.figtext`](http://matplotlib.org/api/pyplot_api.html#matplotlib.pyplot.figtext)，面向对象：[`matplotlib.figure.Figure.text`](http://matplotlib.org/api/figure_api.html#matplotlib.figure.Figure.text)。
+
+### suptitle
+
+向`Figure`添加标题。
+
+命令式：[`matplotlib.pyplot.suptitle`](http://matplotlib.org/api/pyplot_api.html#matplotlib.pyplot.suptitle)，面向对象：[`matplotlib.figure.Figure.suptitle`](http://matplotlib.org/api/figure_api.html#matplotlib.figure.Figure.suptitle)。
+
+### annotate
+
+向`Axes`添加标注，带有可选的箭头。
+
+命令式：[`matplotlib.pyplot.annotate`](http://matplotlib.org/api/pyplot_api.html#matplotlib.pyplot.annotate)，面向对象：[`matplotlib.axes.Axes.annotate`](http://matplotlib.org/api/axes_api.html#matplotlib.axes.Axes.annotate)。
+
+所有这些函数创建并返回一个`matplotlib.text.Text()`实例，它可以配置各种字体和其他属性。 下面的示例在实战中展示所有这些命令。
+
+```py
+# -*- coding: utf-8 -*-
+import matplotlib.pyplot as plt
+
+fig = plt.figure()
+fig.suptitle('bold figure suptitle', fontsize=14, fontweight='bold')
+
+ax = fig.add_subplot(111)
+fig.subplots_adjust(top=0.85)
+ax.set_title('axes title')
+
+ax.set_xlabel('xlabel')
+ax.set_ylabel('ylabel')
+
+ax.text(3, 8, 'boxed italics text in data coords', style='italic',
+        bbox={'facecolor':'red', 'alpha':0.5, 'pad':10})
+
+ax.text(2, 6, r'an equation: $E=mc^2$', fontsize=15)
+
+ax.text(3, 2, u'unicode: Institut f\374r Festk\366rperphysik')
+
+ax.text(0.95, 0.01, 'colored text in axes coords',
+        verticalalignment='bottom', horizontalalignment='right',
+        transform=ax.transAxes,
+        color='green', fontsize=15)
+
+
+ax.plot([2], [1], 'o')
+ax.annotate('annotate', xy=(2, 1), xytext=(3, 4),
+            arrowprops=dict(facecolor='black', shrink=0.05))
+
+ax.axis([0, 10, 0, 10])
+
+plt.show()
+```
+
+![](http://matplotlib.org/_images/text_commands.png)
+
+## 文本属性及布局
+
+`matplotlib.text.Text`实例有各种属性，可以通过关键字参数配置文本命令（例如，`title()`，`xlabel()`和`text()`）。
+
+
+| 属性 | 值类型 |
+| --- | --- |
+| alpha | 浮点 |
+| backgroundcolor | 任何 matplotlib 颜色 |
+| bbox | rectangle prop dict plus key 'pad' which is a pad in points |
+| clip_box | `matplotlib.transform.Bbox` 实例 |
+| clip_on | `[True / False]` |
+| clip_path | `Path` 实例和 `Transform` 实例，`Patch` |
+| color | 任何 matplotlib 颜色 |
+| family | `[ 'serif' / 'sans-serif' / 'cursive' / 'fantasy' / 'monospace' ]` |
+| fontproperties | `matplotlib.font_manager.FontProperties` 实例 |
+| horizontalalignment or ha | `[ 'center' / 'right' / 'left' ]` |
+| label | 任何字符串 |
+| linespacing | 浮点 |
+| multialignment | `['left' / 'right' / 'center' ]` |
+| name or fontname | 字符串，例如 `['Sans' / 'Courier' / 'Helvetica' ...]` |
+| picker | [`None` / 浮点 / 布尔值 / 可调用对象]` |
+| position | `(x,y)` |
+| rotation | [ 角度制的角度 / 'vertical' / 'horizontal' |
+| size or fontsize | [ 点的尺寸 | 相对尺寸，例如 `['smaller', 'x-large' ]` |
+| style or fontstyle | `[ 'normal' / 'italic' / 'oblique']` |
+| text | 字符串或任何可使用`'%s'`打印的东西 |
+| transform | `matplotlib.transform` 实例 |
+| variant | `[ 'normal' / 'small-caps' ]` |
+| verticalalignment or va | `[ 'center' / 'top' / 'bottom' / 'baseline' ]` |
+| visible | `[True / False]` |
+| weight or fontweight | `[ 'normal' / 'bold' / 'heavy' / 'light' / 'ultrabold' / 'ultralight']` |
+| x | 浮点 |
+| y | 浮点 |
+| zorder | 任意数值 |
+
+您可以使用对齐参数`horizontalalignment`，`verticalalignment`和`multialignment`来布置文本。 `horizontalalignment`控制文本的`x`位置参数表示文本边界框的左边，中间或右边。 `verticalalignment`控制文本的`y`位置参数表示文本边界框的底部，中心或顶部。 `multialignment`，仅对于换行符分隔的字符串，控制不同的行是左，中还是右对齐。 这里是一个使用`text()`命令显示各种对齐方式的例子。 在整个代码中使用`transform = ax.transAxes`，表示坐标相对于轴边界框给出，其中`0,0`是轴的左下角，`1,1`是右上角。
+
+```py
+import matplotlib.pyplot as plt
+import matplotlib.patches as patches
+
+# build a rectangle in axes coords
+left, width = .25, .5
+bottom, height = .25, .5
+right = left + width
+top = bottom + height
+
+fig = plt.figure()
+ax = fig.add_axes([0,0,1,1])
+
+# axes coordinates are 0,0 is bottom left and 1,1 is upper right
+p = patches.Rectangle(
+    (left, bottom), width, height,
+    fill=False, transform=ax.transAxes, clip_on=False
+    )
+
+ax.add_patch(p)
+
+ax.text(left, bottom, 'left top',
+        horizontalalignment='left',
+        verticalalignment='top',
+        transform=ax.transAxes)
+
+ax.text(left, bottom, 'left bottom',
+        horizontalalignment='left',
+        verticalalignment='bottom',
+        transform=ax.transAxes)
+
+ax.text(right, top, 'right bottom',
+        horizontalalignment='right',
+        verticalalignment='bottom',
+        transform=ax.transAxes)
+
+ax.text(right, top, 'right top',
+        horizontalalignment='right',
+        verticalalignment='top',
+        transform=ax.transAxes)
+
+ax.text(right, bottom, 'center top',
+        horizontalalignment='center',
+        verticalalignment='top',
+        transform=ax.transAxes)
+
+ax.text(left, 0.5*(bottom+top), 'right center',
+        horizontalalignment='right',
+        verticalalignment='center',
+        rotation='vertical',
+        transform=ax.transAxes)
+
+ax.text(left, 0.5*(bottom+top), 'left center',
+        horizontalalignment='left',
+        verticalalignment='center',
+        rotation='vertical',
+        transform=ax.transAxes)
+
+ax.text(0.5*(left+right), 0.5*(bottom+top), 'middle',
+        horizontalalignment='center',
+        verticalalignment='center',
+        fontsize=20, color='red',
+        transform=ax.transAxes)
+
+ax.text(right, 0.5*(bottom+top), 'centered',
+        horizontalalignment='center',
+        verticalalignment='center',
+        rotation='vertical',
+        transform=ax.transAxes)
+
+ax.text(left, top, 'rotated\nwith newlines',
+        horizontalalignment='center',
+        verticalalignment='center',
+        rotation=45,
+        transform=ax.transAxes)
+
+ax.set_axis_off()
+plt.show()
+```
+
+![](http://matplotlib.org/_images/text_layout.png)
+
+## 编写数学表达式
+
+你可以在任何 matplotlib 文本字符串中使用子 TeX 标记，将它放在一对美元符号（`$`）内。
+
+注意，你不需要安装 TeX，因为 matplotlib 提供了自己的 TeX 表达式解析器，布局引擎和字体。 布局引擎是 Donald Knuth 的 TeX 中的布局算法的一种相当直接的适配版，所以质量是相当不错的（matplotlib 还为那些想要调用 TeX 生成文本的人提供一个`usetex`选项（参见[使用 LaTeX 渲染文本](http://matplotlib.org/users/usetex.html#usetex-tutorial) ）。
+
+任何文本元素都可以使用数学文本。 你应该使用原始字符串（在引号前面加一个`'r'`），并用美元符号（`$`）包围数学文本，如 TeX。 常规文本和数学文本可以在同一个字符串内交错。 Mathtext 可以使用 Computer Modern 字体（来自 (La)TeX），STIX 字体（为与 Times 混合使用而设计）或您提供的 Unicode 字体。 可以使用自定义变量`mathtext.fontset`选择 mathtext 字体（请参阅[自定义 matplotlib](http://matplotlib.org/users/customizing.html#customizing-matplotlib)）
+
+> 注意
+
+> 在Python的  “narrow”  构建中，如果使用 STIX 字体，您还应该将`ps.fonttype`和`pdf.fonttype`设置为 3（默认值），而不是 42。否则一些字符将不可见。
+
+下面是个简单的例子：
+
+```py
+# plain text
+plt.title('alpha > beta')
+```
+
+生成`alpha > beta`。
+
+但是这个：
+
+```py
+# math text
+plt.title(r'$\alpha > \beta$')
+```
+
+生成 ![](http://matplotlib.org/_images/mathmpl/math-3ba37e0517.png)。
+
+> 注意
+
+> Mathtext 应该放在一对美元符号（`$`）之间。 为了易于显示货币值，例如`$ 100.00`，如果整个字符串中存在单个美元符号，则它将被逐字显示为美元符号。 这是常规 TeX 的一个小改变，其中非数学文本中的美元符号必须被转义（`'$'`）。
+
+> 注意
+
+> 虽然一对美元符号（`$`）内的语法是 TeX 风格的，但是外面的文本不是。 特别是，字符：
+
+> ```
+> # $ % & ~ _ ^ \ { } \( \) \[ \]
+> ```
+
+> 在 TeX 中的数学模式之外有特殊的意义。 因此，根据`rcParam text.usetex`标志这些字符的表现有所不同。 更多信息请参阅[`usetex`教程](http://matplotlib.org/users/usetex.html#usetex-tutorial)。
+
+### 下标和上标
+
+为了制作下标和上标，使用`_`或者`^`符号：
+
+```py
+r'$\alpha_i > \beta_i$'
+```
+
+![](http://matplotlib.org/_images/mathmpl/math-e2db32b4d0.png)
+
+一些符号会自动将它们的下标或上标放在操作符的底部或顶部，例如，为了编写 0 到无穷的 ![](http://matplotlib.org/_images/mathmpl/math-ccea9f4e30.png) 的和，你可以：
+
+```py
+r'$\sum_{i=0}^\infty x_i$'
+```
+
+![](http://matplotlib.org/_images/mathmpl/math-a3ca6be911.png)
+
+### 分数、二项式和堆叠数
+
+可以使用`\frac{}{}`，`\binomial{}{}`和`\stackrel{}{}`命令分别创建分数，二项式和堆叠数字：
+
+```py
+r'$\frac{3}{4} \binom{3}{4} \stackrel{3}{4}$'
+```
+
+产生
+
+![](http://matplotlib.org/_images/mathmpl/math-3025afbc71.png)
+
+分数可以任意嵌套：
+
+```py
+r'$\frac{5 - \frac{1}{x}}{4}$'
+```
+
+产生
+
+![](http://matplotlib.org/_images/mathmpl/math-2e885fe67f.png)
+
+请注意，在分数周围放置圆括号和花括号需要特别注意。 这种明显的方式会产生太小的括号：
+
+```py
+r'$(\frac{5 - \frac{1}{x}}{4})$'
+```
+
+![](http://matplotlib.org/_images/mathmpl/math-07b17ba8f6.png)
+
+解决方案是在括号前面加上`\left`和`\right`以通知解析器这些括号包含整个对象：
+
+```py
+r'$\left(\frac{5 - \frac{1}{x}}{4}\right)$'
+```
+
+![](http://matplotlib.org/_images/mathmpl/math-9d267a8c3c.png)
+
+### 根式
+
+根式可以有`\sqrt[]{}`产生，例如：
+
+```py
+r'$\sqrt{2}$'
+```
+
+![](http://matplotlib.org/_images/mathmpl/math-f151e9b6c6.png)
+
+方括号内可以（可选地）设置任何基底。 请注意，基数必须是一个简单的表达式，并且不能包含布局命令，如分数或上下标：
+
+```py
+r'$\sqrt[3]{x}$'
+```
+
+![](http://matplotlib.org/_images/mathmpl/math-6b6cc30aef.png)
+
+### 字体
+
+用于数学符号的默认字体是斜体。
+
+> 注意
+
+> 此默认值可以使用`mathtext.default` `rcParam`更改。 这是非常有用的，例如，通过将其设置为`regular`，使用与常规非数学文本相同的字体作为数学文本。
+
+为了修改字体，例如，以 Roman 字体编写`sin`，在字体命令中闭合文本：
+
+```py
+r'$s(t) = \mathcal{A}\mathrm{sin}(2 \omega t)$'
+```
+
+![](http://matplotlib.org/_images/mathmpl/math-c8056d47b3.png)
+
+
+这里`s`和`t`是斜体（默认）的变量，`sin`是罗马字体，振幅`A`是书法字体。 注意在上面的例子中，`A`和`sin`之间的间距被挤压。 您可以使用间距命令在它们之间添加一些空格：
+
+```py
+s(t) = \mathcal{A}\/\sin(2 \omega t)
+```
+
+![](http://matplotlib.org/_images/mathmpl/math-44f45b7160.png)
+
+所有字体的可用选项为：
+
+<table border="1" class="docutils">
+<colgroup>
+<col width="45%" />
+<col width="55%" />
+</colgroup>
+<thead valign="bottom">
+<tr class="row-odd"><th class="head">Command</th>
+<th class="head">Result</th>
+</tr>
+</thead>
+<tbody valign="top">
+<tr class="row-even"><td><code class="docutils literal"><span class="pre">\mathrm{Roman}</span></code></td>
+<td><img src="../_images/mathmpl/math-89f87a2f0c.png" style="position: relative; bottom: -3px"/></td>
+</tr>
+<tr class="row-odd"><td><code class="docutils literal"><span class="pre">\mathit{Italic}</span></code></td>
+<td><img src="../_images/mathmpl/math-968de0e26b.png" style="position: relative; bottom: -3px"/></td>
+</tr>
+<tr class="row-even"><td><code class="docutils literal"><span class="pre">\mathtt{Typewriter}</span></code></td>
+<td><img src="../_images/mathmpl/math-ca3f612baa.png" style="position: relative; bottom: -8px"/></td>
+</tr>
+<tr class="row-odd"><td><code class="docutils literal"><span class="pre">\mathcal{CALLIGRAPHY}</span></code></td>
+<td><img src="../_images/mathmpl/math-1f62587cf2.png" style="position: relative; bottom: -5px"/></td>
+</tr>
+</tbody>
+</table>
+
+使用 STIX 字体时，你也可以选择：
+
+<table border="1" class="docutils">
+<colgroup>
+<col width="48%" />
+<col width="52%" />
+</colgroup>
+<thead valign="bottom">
+<tr class="row-odd"><th class="head">Command</th>
+<th class="head">Result</th>
+</tr>
+</thead>
+<tbody valign="top">
+<tr class="row-even"><td><code class="docutils literal"><span class="pre">\mathbb{blackboard}</span></code></td>
+<td><img src="../_images/mathmpl/math-a12676f03f.png" style="position: relative; bottom: -3px"/></td>
+</tr>
+<tr class="row-odd"><td><code class="docutils literal"><span class="pre">\mathrm{\mathbb{blackboard}}</span></code></td>
+<td><img src="../_images/mathmpl/math-014e74dc81.png" style="position: relative; bottom: -3px"/></td>
+</tr>
+<tr class="row-even"><td><code class="docutils literal"><span class="pre">\mathfrak{Fraktur}</span></code></td>
+<td><img src="../_images/mathmpl/math-4f55ade322.png" style="position: relative; bottom: -7px"/></td>
+</tr>
+<tr class="row-odd"><td><code class="docutils literal"><span class="pre">\mathsf{sansserif}</span></code></td>
+<td><img src="../_images/mathmpl/math-e9444fe0c8.png" style="position: relative; bottom: -3px"/></td>
+</tr>
+<tr class="row-even"><td><code class="docutils literal"><span class="pre">\mathrm{\mathsf{sansserif}}</span></code></td>
+<td><img src="../_images/mathmpl/math-c3a13bbc63.png" style="position: relative; bottom: -3px"/></td>
+</tr>
+</tbody>
+</table>
+
+<table border="1" class="docutils">
+<colgroup>
+<col width="48%" />
+<col width="52%" />
+</colgroup>
+<tbody valign="top">
+<tr class="row-odd"><td><code class="docutils literal"><span class="pre">\mathcircled{circled}</span></code></td>
+<td><img src="../_images/mathmpl/math-e82daa3fb7.png" style="position: relative; bottom: -3px"/></td>
+</tr>
+</tbody>
+</table>
+