1. 简介
Matplotlib 是 Python 编程语言及其数学扩展包 NumPy 的可视化操作界面。Matplotlib 与 Pyplot 是进行数据可视化的两个主要工具。Matplotlib 可以方便地生成各种图表，比如折线图、散点图、条形图、直方图、等高线图、等等。
在 PySide2 应用程序中嵌入 Matplotlib 图表能够提高软件的客户体验，从而更好地为用户呈现数据。接下来的文章将介绍在 PySide2 中嵌入 Matplotlib 的实现方法。
2. 安装Matplotlib
2.1 安装Matplotlib
在安装 Matplotlib 之前，需要先安装好 PySide2 库。安装 PySide2 库的方法很简单，输入以下命令即可：
pip install PySide2
安装完成后，就可以安装 Matplotlib 了，同样是使用 pip 命令：
pip install matplotlib
2.2 测试Matplotlib是否安装成功
在安装完成之后，需要测试是否安装成功。
输入以下命令，打开 PySide2 库的 widget 窗口：
from PySide2.QtWidgets import QApplication, QMainWindow
import sys
if __name__ == "__main__":
app = QApplication(sys.argv)
mainwindow = QMainWindow()
mainwindow.show()
sys.exit(app.exec_())
然后输入以下命令调用 Matplotlib 库中的 pyplot 绘图对象，并绘制一个简单的折线图：
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
x = np.linspace(0, 2*np.pi, 500)
y = np.sin(x)
plt.plot(x, y)
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.title('Sin Wave')
plt.show()
如果能够看到一张正弦波形的折线图，那么说明 Matplotlib 库已经成功安装了。
3. 在PySide2中嵌入Matplotlib绘图
接下来将介绍如何在 PySide2 应用程序中嵌入 Matplotlib 绘图。
3.1 创建一个QWidget控件
在 PySide2 中创建一个窗口单元最简单的方法就是从 QWidget 类派生一个自定义窗口部件。下面是一个非常基本的 QWidget 窗口：
from PySide2.QtWidgets import QWidget
class MyWindow(QWidget):
def __init__(self):
super().__init__()
在这个例子中, __init__() 方法中调用了 MyWindow 的父类 __init__() 方法并且有 nothing 发生。请注意，您也可以添加其他的一些内容，比如创建一些控件部件。
3.2 创建一个FigureCanvas对象和Matplotlib图表对象
在 PySide2 中将 Matplotlib 绘图对象嵌入应用程序的过程是将 Matplotlib 窗口部件（FigureCanvasQtAgg）嵌入自定义窗口部件。创建 FigureCanvasQtAgg 的实例是通过处理访问 Matplotlib 中的 backends.backend_qt5agg.Qt5Agg 和 caanvas 的方式实现的。最后要记得要把 FigureCanvasQtAgg 实例添加到 QVBoxLayout 中。
接下来需要做的是在 FigureCanvasQtAgg 实例上创建一个 Matplotlib 图表。
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas
from matplotlib.figure import Figure
class MyWindow(QWidget):
def __init__(self):
super().__init__()
self.figure = Figure()
self.canvas = FigureCanvas(self.figure)
3.3 嵌入Matplotlib画布
在将 FigureCanvas 对象嵌入自定义 QWidget 控件之前，需要将 Matplotlib 绘图对象绘制到 FigureCanvas 中。这一步是通过将 Matplotlib 图表对象作为参数传递给 FigureCanvas 绘画对象的方法进行的。因此，需要创建一个只能在 Matplotlib 图表对象中绘图的 axes 对象。
在 MyWindow 类的 __init__() 方法中添加以下代码：
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas
from matplotlib.figure import Figure
class MyWindow(QWidget):
def __init__(self):
super().__init__()
self.figure = Figure()
self.canvas = FigureCanvas(self.figure)
self.ax = self.figure.add_subplot(111)
然后将 FigureCanvasQtAgg 实例添加到 QVBoxLayout 中：
from PySide2.QtWidgets import QVBoxLayout
class MyWindow(QWidget):
def __init__(self):
super().__init__()
self.figure = Figure()
self.canvas = FigureCanvas(self.figure)
self.ax = self.figure.add_subplot(111)
layout = QVBoxLayout()
layout.addWidget(self.canvas)
self.setLayout(layout)
3.4 在Matplotlib中绘制图表
现在可以使用 Matplotlib 对象的方法来绘制任何类型的图表了。例如，要以 Scipy Wavelet 函数为基础绘制一个简单的海浪图，需要在 MyWindow 类中添加以下代码：
import scipy
from scipy import signal
class MyWindow(QWidget):
def __init__(self):
super().__init__()
self.figure = Figure()
self.canvas = FigureCanvas(self.figure)
self.ax = self.figure.add_subplot(111)
layout = QVBoxLayout()
layout.addWidget(self.canvas)
self.setLayout(layout)
t, s = signal.twidth(signal.boxpulse, np.linspace(-2, 2, 10), 1)
fs = signal.cwt(s, signal.ricker, np.arange(1, 101))
self.ax.imshow(np.abs(fs), extent=[-2, 2, 1, 101], cmap='inferno', aspect='auto', vmax=abs(fs).max(), vmin=-abs(fs).max())
self.ax.set_title('Scipy Wavelet Example')
self.ax.grid(True)
self.canvas.draw()
总结
本文介绍了在 PySide2 应用程序中嵌入 Matplotlib 绘图的实现方法。通过创建 QWidget 控件、创建 FigureCanvas 对象和 Matplotlib 图表对象、将 FigureCanvas 对象嵌入 QWidget 中、在 Matplotlib 中绘制图表四个步骤，具体实现了 Matplotlib 绘图在 PySide2 应用程序中的实例。希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！