如何利用Matplotlib绘制一个复合图表，其中包含折线图、散点图、条形图、直方图和饼状图，并为每个子图设置独特的标题和图例？

为了解决这个问题，首先需要了解Matplotlib库中的子图（subplots）功能，它允许在一个图形窗口中创建多个绘图区域，并对每个区域进行独立的绘图操作。《Python Matplotlib入门：绘制高质量图形详解》这本书提供了一个非常好的起点，它不仅介绍基本的绘图方法，还深入讲解了如何在一个复合图表中组织多个子图。

参考资源链接：[Python Matplotlib入门：绘制高质量图形详解](https://wenku.csdn.net/doc/17hb2oyfk8?spm=1055.2569.3001.10343)

具体操作步骤如下：

1. 导入必要的库：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

2. 创建数据：

# 示例数据，实际应用中应替换为真实数据
x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 400)
y1, y2, y3 = np.sin(x), np.cos(x), np.tan(x)
categories = ['Category A', 'Category B', 'Category C', 'Category D']
values = [10, 20, 15, 30]

3. 使用`subplots()`创建复合图表的基础：

fig, axs = plt.subplots(2, 3, figsize=(15, 10))  # 创建2行3列的子图布局

4. 分别在对应的子图位置绘制不同类型的图表，并添加标题和图例：

# 第一个子图：折线图
axs[0, 0].plot(x, y1, label='Sine Wave')
axs[0, 0].set_title('Line Plot')
axs[0, 0].legend()

# 第二个子图：散点图
axs[0, 1].scatter(x, y1, color='green', label='Scatter Plot')
axs[0, 1].set_title('Scatter Plot')
axs[0, 1].legend()

# 第三个子图：条形图
axs[0, 2].bar(categories, values, color='red')
axs[0, 2].set_title('Bar Plot')
axs[0, 2].legend()

# 第四个子图：直方图
axs[1, 0].hist(y2, bins=20, color='blue')
axs[1, 0].set_title('Histogram')
axs[1, 0].legend()

# 第五个子图：饼状图
axs[1, 1].pie(values, labels=categories, autopct='%1.1f%%')
axs[1, 1].set_title('Pie Plot')
axs[1, 1].legend()

# 注意：直方图和饼状图可能需要单独的子图，因为它们的布局方式与其他图表不同

5. 调整子图间距并显示图形：

plt.tight_layout()
plt.show()

通过上述步骤，你可以在一个复合图表中展示不同类型的图表，同时每个子图都有独立的标题和图例，这使得信息展示更加清晰和有序。如果你希望深入学习关于Matplotlib的各种高级功能，例如创建动画、交互式图表等，建议深入阅读《Python Matplotlib入门：绘制高质量图形详解》，它将帮助你更好地理解和应用Matplotlib的强大功能，以满足各种数据可视化需求。

参考资源链接：[Python Matplotlib入门：绘制高质量图形详解](https://wenku.csdn.net/doc/17hb2oyfk8?spm=1055.2569.3001.10343)