Matplotlib 简明教程

Matplotlib - What is LaTeX?

LaTeX 是一种广泛用于制作科学和技术文档的排版系统，尤其是在数学、物理、计算机科学、工程学和学术写作等学科中。它以其对复杂的数学公式、科学符号和结构化文本格式的卓越排版而备受推崇。

Key Aspects of LaTeX

以下是 LaTeX 的主要方面。

Markup Language

LaTeX 是一种标记语言，这意味着它使用命令和标记来格式化文本，不同于 WYSIWYG ，后者通常称为 What You See Is What You Get 编辑器。用户编写带有嵌入式命令的纯文本，这些命令指定结构和格式化。

High-Quality Typesetting

LaTeX 擅长制作具有精确排版和排版特征的专业外观文档。它特别擅长处理复杂的结构，例如数学公式、表格、参考书目和交叉引用。

Package System

LaTeX 提供了大量扩展其针对特定任务或文档类型功能的程序包，提供模板、样式和附加功能。

Free and Open Source

LaTeX 可免费使用，并得到一个强大的开源社区支持，保证持续开发，并提供丰富的程序包和资源生态系统。

Components of LaTeX

matplotlib 库的 LaTex 具有以下组件。让我们详细了解其中的每一个组件。

Document Class

文档类指定所创建的文档类型，并且定义其整体结构、布局和格式化。它充当模板，为整个文档设置样式和行为。不同的文档类适用于各种类型的文档，例如文章、报告、书籍、演示文稿等等。

Preamble

在 LaTeX 中，导言是文档中位于主内容和 \begin{document} 命令前面的部分。它定义了我们文档设置、加载程序包、设置参数以及针对整个文档应用的配置全局设置的位置。导言充当设置区域，在该区域中，我们为 LaTeX 处理文档正文做好准备。

Document Body

LaTeX 中的文档正文是我们的文档的内容所驻留的主部分。它在导言和 \begin{document} 命令之后开始，并且持续到 \end{document} 命令。此部分包括实际文本、区段、分段、方程、图片、表格以及构成文档核心内容的任何其他元素。

Advantages of LaTeX

以下是 LaTex 的优点。

  1. Quality Typesetting − 能够产生高质量的输出，特别是针对科学和技术文档。

  2. Cross-Referencing − 简化了方程、图片、表格和章节的引用和交叉引用。

  3. Version Control − 通过基于纯文本的文件，简化了版本控制和协作。

  4. Customization − 允许高度自定义文档的样式、布局和格式。

Disadvantages of LaTeX

Learning Curve − 需要学习其语法和命令，这对于初学者而言可能具有威慑力。

Limited WYSIWYG − 缺乏即时的视觉反馈（所见即所得），这对于习惯了图形编辑器的部分用户而言可能具有挑战性。

Usage of LaTeX

  1. Academic Writing − 学术论文、论文、论文答辩

  2. Scientific − 科学报告、文章和期刊

  3. Technical Documents − 技术文档、手册

  4. Presentations − 使用 Beamer 等工具进行演示

Basic document structure of the LaTex

Syntax

基本 LaTeX 文档结构包括 −

\documentclass{article}
\begin{document}
\section{Introduction}
This is a simple LaTeX document.
\subsection{Subsection}
Some text in a subsection.
\end{document}

上述代码使用具有包含章节和子章节的层级结构的基本文章文档进行定义。

LaTeX 是一种制作结构化、高质量文档的强大工具，尤其是在技术和学术领域。虽然它具有学习曲线，但它可以处理复杂的数学符号并制作专业外观文档的能力使其成为许多研究人员、学者和专业人士的首选。

Write our own LaTeX preamble

要在 Matplotlib 中编写自己的 LaTeX 导言，我们可以使用此示例作为参考。

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True
x = np.linspace(-10, 10, 100)
y = np.exp(x)
plt.plot(x, y, color='red', label="$y=e^{x}$")
plt.legend(loc='upper right')
plt.show()

执行上述代码时，您将获得以下输出 -

preamble

在 .py 文件中使用 Matplotlib 在图例中绘制 Latex 公式

在此示例中，我们正在 .py 文件内的绘图图例中使用 Latex 公式。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True
x = np.linspace(1, 10, 1000)
y = np.sin(x)
plt.plot(x, y, label=r'$\sin (x)$', c="red", lw=2)
plt.legend()
plt.show()

执行上述代码时，您将获得以下输出 -

py latex2

在标签中，例如 label=r’αiπ+1=0'，放置一个更为复杂的方程。

现在，查看绘图中右上角的图例。

py latex3