Matplotlib绘制等高线图方法详解

Matplotlib是Python中最常用的可视化库之一，用于绘制各种图形和图表，包括等高线图。等高线图是一种用于表示二维函数的图形，其中等值线（也称为“等高线”）连接相同的函数值。

以下是一些Matplotlib绘制等高线图的使用方法：

导入库

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

创建数据

# 创建二维数组
x = np.linspace(-5, 5, 100)
y = np.linspace(-5, 5, 100)
X, Y = np.meshgrid(x, y)

# 创建目标函数
Z = X ** 2 + Y ** 2

绘制等高线图

# 绘制等高线图
plt.contour(X, Y, Z, colors='black')
plt.contourf(X, Y, Z)
plt.colorbar()
plt.show()

完整代码：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 创建二维数组并使用meshgrid将其转换为网格数据
x = np.linspace(-5, 5, 100)
y = np.linspace(-5, 5, 100)
X, Y = np.meshgrid(x, y)

# 创建目标函数
Z = X ** 2 + Y ** 2

# 绘制等高线图
plt.contour(X, Y, Z, colors='black')
plt.contourf(X, Y, Z)
plt.colorbar()
plt.show()

上述代码首先在二维数组x和y中创建各自的值，然后使用np.meshgrid将这些值组合成网格数据。

接下来，使用x和y值生成一个目标函数Z（上述函数为x^2+y^2）。

最后，使用plt.contour绘制黑色等高线，并使用plt.contourf绘制颜色等高线。此外，plt.colorbar()命令添加了一条颜色条来解释颜色等高线的值。

结果是一个等高线图，其中黑色线表示每个等高线的值，颜色填充表示值的分布。如下图所示：

通过Matplotlib，你可以轻松地创建不同的等高线图，并快速调整它们的样式和布局。