matplotlib库python

### 使用 Matplotlib 库进行 Python 编程

#### 安装 Matplotlib 库
为了使用 `matplotlib` 进行绘图，首先需要确保该库已正确安装。可以通过 pip 工具来完成安装过程：

pip install matplotlib

安装完成后，建议通过编写简单脚本验证安装是否成功。

#### 验证安装成功的示例代码
创建一个名为 `test_matplotlib.py` 的文件，并输入以下代码以测试 `matplotlib` 是否正常工作[^1]:

import matplotlib.pyplot as plt

plt.plot([1, 2, 3, 4])
plt.ylabel('Y-axis')
plt.xlabel('X-axis')
plt.title('Test Plot')
plt.show()

这段代码会生成一条简单的折线图，横坐标为 `[1, 2, 3, 4]`，纵坐标标签设置为 "Y-axis"，横坐标标签设置为 "X-axis" 并加上图表标题 “Test Plot”。

#### 绘制正弦余弦曲线
另一个更复杂的例子展示了如何利用 NumPy 和 Matplotlib 来绘制连续函数图像，比如正弦波和余弦波[^3]:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 创建数据集
X = np.linspace(-np.pi, np.pi, 256, endpoint=True)
C, S = np.cos(X), np.sin(X)

# 绘制并显示图形
plt.plot(X, C)
plt.plot(X, S)
plt.show()

此段程序先构建了一个从 `-π` 到 `+π` 范围内的均匀分布数值序列作为 x 坐标轴的数据源；接着计算对应角度下的 cos(x) 及 sin(x)，最后调用 plot 方法分别画出两条不同颜色的线条表示这两个三角函数的变化趋势。

#### 添加自定义大小圆圈到图表上
如果想要在特定位置添加具有固定尺寸的圆形标记，则可以采用如下方法[^2]:

from matplotlib.patches import Circle
fig, ax = plt.subplots()

circle = Circle((0.5, 0.5), radius=0.2, fill=False, color='red', linewidth=2)
ax.add_patch(circle)

ax.set_xlim(0, 1)
ax.set_ylim(0, 1)
plt.gca().set_aspect('equal', adjustable='box')

plt.show()

上述代码片段中引入了 `Circle()` 函数用于创建一个新的圆形对象，并将其添加至当前子图 (Axes 对象) 中。这里设置了中心点位于 `(0.5, 0.5)` 处、半径为 `0.2` 的红色边框无填充效果的圆环形图案。