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4.2.3：自定义坐标刻度

主次要刻度

学习前最好先对matplotlib图形的对象层级有深入了解。matplotlib的figure对象是一个盛放图形元素的包围盒。可以将每个matplotlib对象都看成是子对象的容器，每个figure都包含axes对象，每个axes对象又包含其他表示图形内容的对象，比如xaxis/yaxis，每个属性包含构成坐标轴的线条、刻度和标签的全部属性。

每一个坐标轴都有主次要刻度，主要刻度要比次要刻度更大更显著，而次要刻度往往更小。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

ax = plt.axes(xscale='log', yscale='log')
plt.show()

可以看到主要刻度都显示为一个较大的刻度线和标签，而次要刻度都显示为一个较小的可读性，不显示标签。

隐藏刻度与标签

最常用的刻度/标签格式化操作可能就是隐藏刻度与标签了，可以通过plt.NullLocator()和plt.NullFormatter()实现。

示例如下：

ax = plt.axes()
ax.plot(np.random.rand(50))
ax.yaxis.set_major_locator(plt.NullLocator())
ax.xaxis.set_major_formatter(plt.NullFormatter())
plt.show()

这里x轴的标签隐藏了但是保留了刻度线，y轴的刻度和标签都隐藏了。有的图片中都不需要刻度线，比如下面这张包含人脸的图形：

fig, ax = plt.subplots(5, 5, figsize=(5, 5))
fig.subplots_adjust(hspace=0, wspace=0)
# 从scikit-learn获取一些人脸照片数据
from sklearn.datasets import fetch_olivetti_faces
faces = fetch_olivetti_faces().images
for i in range(5):
    for j in range(5):
        ax[i, j].xaxis.set_major_locator(plt.NullLocator())
        ax[i, j].yaxis.set_major_locator(plt.NullLocator())
        ax[i, j].imshow(faces[10 * i + j], cmap="bone")
plt.show()

花哨的刻度格式

matplotlib默认的刻度格式可以满足大部分的需求。虽然默认配置已经很不错了，但是有时候可能需要更多的功能，比如正弦曲线和余弦曲线,默认情况下刻度为整数，如果将刻度与网格线画在π的倍数上图形会更加自然，可以通过设置一个multipleLocator来实现将刻度放在你提供的数值倍数上：

fig, ax = plt.subplots()
x = np.linspace(0, 3 * np.pi, 1000)
ax.plot(x, np.sin(x), lw=3, label='Sine')
ax.plot(x, np.cos(x), lw=3, label='Cosine')
# 设置网格、图例和坐标轴上下限
ax.grid(True)
ax.legend(frameon=False)
ax.axis('equal')
ax.set_xlim(0, 3 * np.pi)

ax.xaxis.set_major_locator(plt.MultipleLocator(np.pi / 2))
ax.xaxis.set_minor_locator(plt.MultipleLocator(np.pi / 4))

plt.show()

matplotlib还支持用数学符号来做刻度，在数学表达式两侧加上美元符号$，这样就可以方便地显示数学符号和数学公式。可以用plt.FuncFormatter来实现，用一个自定义函数设置不同刻度标签的显示：

def format_func(value, tick_number):
# 找到π/2的倍数刻度
    N = int(np.round(2 * value / np.pi))
    if N == 0:
        return "0"
    elif N == 1:
        return r"$\pi/2$"
    elif N == 2:
        return r"$\pi$"
    elif N % 2 > 0:
        return r"${0}\pi/2$".format(N)
    else:
        return r"${0}\pi$".format(N // 2)
ax.xaxis.set_major_formatter(plt.FuncFormatter(format_func))

格式生成器与定位器

前面已经介绍了一些格式生成器和定位器，这里再用表格简单总结一些内置的格式生成器和定位器：

定位器	描述
NullLocator	无刻度
FixedLocator	刻度位置固定
IndexLocator	用索引作为定位器
LinearLocator	从min 到max 均匀分布刻度
LogLocator	从min 到max 按对数分布刻度
MultipleLocator	刻度和范围都是基数的倍数
MaxNLocator	为最大刻度找到最优位置
AutoMinorLocator	次要刻度的定位器

格式生成器	描述
NullFormatter	刻度上无标签
IndexFormatter	将一组标签设置为字符串
FixedFormatter	手动为刻度设置标签
FuncFormatter	用自定义函数设置标签
FormatStrFormatter	为每个刻度值设置字符串格式
ScalarFormatter	为标量值设置标签
LogFormatter	对数坐标轴的默认格式生成器

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