Python - matplotlib - 使用对数刻度时以科学计数法自定义刻度标签？答案

【问题标题】：Python - matplotlib - Custom ticks label in scientific notation while using log scale?Python - matplotlib - 使用对数刻度时以科学计数法自定义刻度标签？
【发布时间】：2020-07-29 18:25:09
【问题描述】：

我在使用 matplotlib（版本 3.1.3）时遇到问题：我想在对数刻度轴上添加自定义刻度和刻度标签，同时保留科学记数法。

换一种说法：我想在对数刻度轴上添加自定义刻度并使用老式的 '%1.1e'（或任何数字）格式标记它们，但例如，而不是使用 '2.5e -02'，我想要'2.5 x 10^-2'（或乳胶中的'2.5 \times 10^{-2}'）。

所以我从没有自定义刻度的最少工作代码开始：

import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt
print('MATPLOTLIB  VERSION : %s' % mpl.__version__)

plt.style.use("default")

# DATA
x = [0.1, 0.075, 0.05, 0.025, 0.01, 0.0075, 0.005, 0.0025, 0.001, 0.00075, 0.0005, 0.00025, 0.0001, 7.5e-05, 5e-05, 2.5e-05, 1e-05, 1e-06, 1e-07, 1e-08, 1e-09, 1e-10]
y = x

fig = plt.figure()
ax = plt.axes()
plt.loglog()
plt.minorticks_off()
path = ax.plot(x, y)

plt.savefig('test.png')

给出：

很好，但正如我所说，我想在 xaxis 上添加自定义刻度。更准确地说，我想对轴设置限制，并在这些限制之间定义相等的对数间隔标签。假设我想要 4 个刻度；它给出了以下代码：

import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt
print('MATPLOTLIB  VERSION : %s' % mpl.__version__)

plt.style.use("default")

# DATA
x = [0.1, 0.075, 0.05, 0.025, 0.01, 0.0075, 0.005, 0.0025, 0.001, 0.00075, 0.0005, 0.00025, 0.0001, 7.5e-05, 5e-05, 2.5e-05, 1e-05, 1e-06, 1e-07, 1e-08, 1e-09, 1e-10]
y = x

xmin = min(x)
xmax = max(x)
ymin = min(y)
ymax = max(y)

# XTICKS
nbdiv = 4
xTicks = []
k = pow((xmin/xmax),1./(nbdiv-1.))
for i in range(0,nbdiv):
  xTicks.append(xmax*pow(k,i))

# PLOT
fig = plt.figure()
ax = plt.axes()
plt.loglog()
plt.minorticks_off()
plt.axis([xmin,xmax,ymin,ymax])
plt.xticks(xTicks)
path = ax.plot(x, y)

plt.savefig('test_working_4.png')

提供以下情节：

这就是我想要获得的结果。但是，如果刻度数 (nbdiv) 发生变化，例如变为等于 5，我会得到：

这一次只标记了第一个和最后一个刻度。似乎只有等于（或至少接近）十 (10^n) 的整数幂的数字才被标记。我尝试使用 matplot.ticker.ScalarFormatter 更改默认刻度格式，但我没有设法调整它来解决这个问题。我也尝试过 LogFormatterMathText 和 LogFormatterSciNotation，效果并不好。

这个问题本身对我来说似乎并不难，所以我不明白为什么我遇到这么多麻烦......我做错了什么？有人有钥匙让我理解我的错误吗？

无论如何，我感谢您的阅读，并提前感谢您的回复。

P.S.：抱歉可能出现的英语错误，这不是我的母语。

【问题讨论】：

标签： python matplotlib logarithm scientific-notation ticker

【解决方案1】：

已解决，基于您上面的代码。这个简单多了。您需要使用 xticklabels。

%matplotlib inline
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt
from sympy import pretty_print as pp, latex
print('MATPLOTLIB  VERSION : %s' % mpl.__version__)

plt.style.use("default")

# DATA
x = [0.1, 0.075, 0.05, 0.025, 0.01, 0.0075, 0.005, 0.0025, 0.001, 0.00075, 0.0005, 0.00025, 0.0001, 7.5e-05, 5e-05, 2.5e-05, 1e-05, 1e-06, 1e-07, 1e-08, 1e-09, 1e-10]
y = x

xmin = min(x)
xmax = max(x)
ymin = min(y)
ymax = max(y)

# XTICKS
nbdiv = 5
xTicks = []
xticklabels = []
k = pow((xmin/xmax),1./(nbdiv-1.))
for i in range(0,nbdiv):
  xTicks.append(xmax*pow(k,i))
  printstr = '{:.2e}'.format(xmax*pow(k,i))
  ls = printstr.split('e')
  xticklabels.append((ls[0]+' x $10^{'  +ls[1] + '}$'))

# PLOT
fig = plt.figure()
ax = plt.axes()
plt.loglog()
plt.minorticks_off()
plt.axis([xmin,xmax,ymin,ymax])
plt.xticks(xTicks)
path = ax.plot(x, y)

plt.savefig('test_working_4.png')
ax.set_xticklabels(xticklabels)

【讨论】：

首先，感谢您的回答。但是，您的解决方案是否不符合我的期望，无论我不明白，我很抱歉。事实上，我想要的是使用“十的指数幂”而不是“%X.Ye”格式来保存科学记数法。我编辑了自己的答案并放了想要的结果的图像。
更新为您想要的确切形式。我想你会发现这个解决方案要简单得多。

【解决方案2】：

很抱歉重复发布，但我提出了一个解决方案，即使 不满意，也可能对其他人有用。

我发现我的解决方案不令人满意，因为它涉及使用我的以下功能“手动”转换格式（我不是 Python 专家，所以我确信它可以被简化/优化）：

def convert_e_format_to_latex(numberAsStr):
# CONVERTS THE STRING numberAsStr IN FORMAT '%X.Ye' TO A LATEX 'X \\times 10^{Y}'
  baseStr = list(numberAsStr)
  ind = 0
  i = 0
  flag = True
  nStr = len(baseStr)
  while (i < nStr and flag):
    if (baseStr[i] == 'e' or baseStr[i] == 'E'): # NOT USING FIND BECAUSE 'e' CAN ALSO BE CAPITAL
      ind = i
      flag = False
    i += 1
  if (flag):
    print('ERROR: badly formatted input number')
    return ''
  else:
    expo = str(int(''.join(baseStr[ind+1:nStr]))) # GET RID OF POTENTIAL ZEROS
    root = ''.join(baseStr[0:ind])
    indP = root.find('.')
    integerPart = int(root[0:indP]) #integer
    decimalPart = root[indP+1:ind] #string
    if (integerPart == 1): #DETECTING IF THE ROOT IS ONE (positive value)
      x = ''.center(ind-(indP+1),'0')
      if (decimalPart == x):
        return '$10^{'+expo+'}$'
      else:
        return '$'+str(integerPart)+'.'+decimalPart+' \\times 10^{'+expo+'}$'
    elif (integerPart== -1): #DETECTING IF THE ROOT IS ONE (positive value)
      x = ''.center(ind-(indP+1),'0')
      if (decimalPart == x):
        return '$-10^{'+expo+'}$'
      else:
        return '$'+str(integerPart)+'.'+decimalPart+' \\times 10^{'+expo+'}$'
    else:
      return '$'+str(integerPart)+'.'+decimalPart+' \\times 10^{'+expo+'}$'

然后我在之前的代码中添加：

for i in range(0,nbdiv):
  xTicksStr.append(convert_e_format_to_latex('%1.1e'%xTicks[i]))

我将图中的 xticks 指令更改为：

plt.xticks(xTicks,xTicksStr)

这给出了想要的输出：

它可以工作，但它太复杂了……我很确定我错过了一个更简单的功能。你怎么看？

【讨论】：