画直线不简单！pythonmatplotlib告诉你为什么

　　1 说明：
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　　1.1 python的matplotlib画直线，看似简单，其实很难，从简单到复杂，逐步深入，小白秒懂。
　　1.2 内容：画直线，画圆，画圆点，动画的单摆和圆套圆，好东西在后面，值得收藏。
　　1.3 环境：
　　python3.8+matplotlib3.2.0
　　2 静态画直线：
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　　2.1 line-1.pyimport matplotlib.pyplot as plt import numpy as np  x = np.linspace(-3,3,100) y = 2*x  plt.plot(x, y, ＂-r＂, label=＂y=2x＂)  plt.show()
　　2.2 图1
　　2.2 line2.pyimport matplotlib.pyplot as plt import numpy as np  #坐标点为0,0 x = np.linspace(0,3,100) y = x  plt.plot(x, y, ＂-r＂, label=＂y=x＂)  #显示x和y坐标轴刻度起点和终点 plt.xlim(-4, 4) plt.ylim(-4, 4)  plt.show()
　　2.3 图2：
　　2.4 复杂一些，加入画圆、画直线和画圆点，代码如下：#第1步：导入模块 import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np  #第2步：画圆 #定义圆的半径 r=3.0 #角度 theta = np.arange(0, 2*np.pi, 0.01) #圆的圆弧线的x和y坐标 x =  r * np.cos(theta) y =  r * np.sin(theta) #画圆的圆弧线，因为直线很小，所以就是圆的圆弧看起来很平滑 plt.plot(x, y)  #第3步：画直线 #画直线的坐标点为0,0 x1 = np.linspace(0,3,100) y1 = x1  #画直线 plt.plot(x1, y1, ＂-r＂)  #补充：画原点==圆点 plt.scatter(0, 0, marker=＂o＂,c=＂r＂)  #第4步：相关设置 #显示x和y坐标轴刻度起点和终点 plt.xlim(-4, 4) plt.ylim(-4, 4) plt.title(＂Graph of circle、line & scatter＂) plt.grid() plt.axis(＂equal＂) plt.show()
　　2.5 图3：
　　3 动态直线：
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　　3.1 圆和单摆，代码：#第1步：导入模块 import numpy as np from scipy.integrate import odeint import matplotlib.pyplot as plt import matplotlib.animation as animation  #第2步：初始化画布和ax定义 #注意动画需要这个，静态图片可以省略，采用默认 fig, ax = plt.subplots() ax.grid() #显示网格  #第3步：画圆 #定义圆的半径 r=3.0 #角度 theta = np.arange(0, 2*np.pi, 0.01) #圆的圆弧线的x和y坐标 x =  r * np.cos(theta) y =  r * np.sin(theta) #画圆的圆弧线 plt.plot(x, y)  #第4步：单摆设置 g = 9.8  #重力   #无阻力函数定义 def pendulumno(w, t, l):     th, v = w     dth = v     dv  = - g/l * np.sin(th)     return dth, dv   #20==20秒 t = np.arange(0, 20, 0.1) #调用scipy的一个函数odeint track = odeint(pendulumno, (1.0, 0), t, args=(r,))  xdata = [r*np.sin(track[i, 0]) for i in range(len(track))] ydata = [-r*np.cos(track[i, 0]) for i in range(len(track))]  #画单摆线 line, = ax.plot([], [], ＂o-＂, lw=2)  #初始化函数 def init():     ax.set_xlim(-4, 4)     ax.set_ylim(-4, 4)      return line,  #刷新函数 def update(i):     #提示0,0为直线的圆点坐标是不变的     newx = [0, xdata[i]]     newy = [0, ydata[i]]     line.set_data(newx, newy)      return line,  #第5步：相关设置 plt.title(＂Graph of circle & pendulumno＂) plt.axis(＂equal＂)  ani = animation.FuncAnimation(fig, update, range(1, len(xdata)), init_func=init, interval=50) plt.show()
　　3.2 效果图：
　　4 圆和可转动的半径：
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　　4.1 代码：#第1步：导入模块 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import matplotlib.animation as animation  #第2步：初始化画布和ax定义 #注意动画需要这个，静态图片可以省略，采用默认 fig, ax = plt.subplots() ax.grid() #显示网格  #第3步：画圆 #定义圆的半径 r=3.0 #角度 theta = np.arange(0, 2*np.pi, 0.01) #圆的圆弧线的x和y坐标 x =  r * np.cos(theta) y =  r * np.sin(theta) #画圆的圆弧线 plt.plot(x, y)  #第4步：单摆设置 #半径直线数据 xdata = [r*np.sin(theta[i]) for i in range(len(theta))] ydata =  [r*np.cos(theta[i]) for i in range(len(theta))]  #画半径直线 line, = ax.plot([], [], ＂o-＂, lw=2)  #初始化函数 def init():     ax.set_xlim(-4, 4)     ax.set_ylim(-4, 4)     return line,  #刷新函数 def update(i):     #提示0,0为直线的圆点坐标是不变的     newx = [0, xdata[i]]     newy = [0, ydata[i]]     line.set_data(newx, newy)     return line,  #第5步：相关设置 plt.title(＂Graph of circle & radius＂) plt.axis(＂equal＂) ani = animation.FuncAnimation(fig, update, range(1, len(xdata)), init_func=init, interval=10) plt.show()
　　4.2 效果图：
　　===再复杂一些===
　　5 加入sin和cos：
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　　5.1 代码：#第1步：导入模块 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import matplotlib.animation as animation  #第2步：初始化画布和ax定义 #注意动画需要这个，静态图片可以省略，采用默认 fig, ax = plt.subplots() ax.grid() #显示网格  #第3步：画圆 #定义圆的半径 r=3.0 #角度 theta = np.arange(0, 2*np.pi, 0.01) #圆的圆弧线的x和y坐标 #水平向左移动4个单位 x =  -4+r * np.cos(theta) y =  r * np.sin(theta) #画圆的圆弧线 plt.plot(x, y)  #第4步：画线设置 #半径直线数据 xdata = [-4+r*np.sin(theta[i]) for i in range(len(theta))] ydata =  [r*np.cos(theta[i]) for i in range(len(theta))]  #画半径直线 line, = ax.plot([], [], ＂o-＂, lw=2) #sin波动线 linesin, = ax.plot([], [], lw=2) #cos波动线 linecos, = ax.plot([], [], lw=2)  #初始化函数 def init():     ax.set_xlim(-4, 4)     ax.set_ylim(-4, 4)     #sin和cos线     linesin.set_data([], [])     linecos.set_data([], [])     return line,linesin,linecos,   #刷新函数 def update(i):     #提示0,0为直线的圆点坐标是不变的     newx = [-4, xdata[i]]     newy = [0, ydata[i]]     line.set_data(newx, newy)          #+1就是水平向右移动1个单位     sinx = 1+np.linspace(0, 4, 1000)     siny = 2+np.sin(2 * np.pi * (sinx - 0.01 * i))     linesin.set_data(sinx, siny)      #+1就是水平向右移动1个单位     cosx = 1+np.linspace(0, 4, 1000)     cosy = -2+np.cos(2 * np.pi * (cosx - 0.01 * i))     linecos.set_data(cosx, cosy)      return line,linesin,linecos,  #第5步：相关设置 plt.title(＂Graph of circle、radius、sin & cos＂) plt.axis(＂equal＂) ani = animation.FuncAnimation(fig, update, range(1, len(xdata)), init_func=init, interval=10) plt.show()
　　5.2 效果图：
　　再画直线怎么办？
　　6 再复杂些：
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　　6.1 代码：#第1步：导入模块 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt import matplotlib.animation as animation  #第2步：初始化画布和ax定义 #注意动画需要这个，静态图片可以省略，采用默认 fig, ax = plt.subplots() ax.grid() #显示网格  #第3步：画圆 #定义圆的半径 r=3.0 #角度,0.01越小，速度越慢 theta = np.arange(0, 2*np.pi, 0.01) #圆的圆弧线的x和y坐标 #水平向左移动4个单位 x =  -4+r * np.cos(theta) y =  r * np.sin(theta) #画圆的圆弧线 plt.plot(x, y)  #第4步：直线设置 #半径直线数据 xdata = [-4+r*np.sin(theta[i]) for i in range(len(theta))] ydata =  [r*np.cos(theta[i]) for i in range(len(theta))]  #画半径直线 line, = ax.plot([], [], ＂o-＂, lw=2)  #sin波动线 linesin, = ax.plot([], [], lw=2,label=＂sin＂) #cos波动线 linecos, = ax.plot([], [], lw=2,label=＂cos＂)  #连接sin和cos的线 linesinl, = ax.plot([], [], ＂o-＂, lw=2,label=＂sinline＂) linecosl, = ax.plot([], [], ＂o-＂, lw=2,label=＂cosline＂)  #水平线==lineshui==xs和ys xs = np.linspace(-6,6,100) ys =[0]*len(xs) plt.plot(xs, ys, ＂-b＂, label=＂lineshui＂)  #垂直线==linechui==xc和yc yc = np.linspace(-4,4,100) xc =[0]*len(yc) plt.plot(xc, yc, ＂-y＂, label=＂linechui＂)  #初始化函数 def init():     ax.set_xlim(-4, 4)     ax.set_ylim(-4, 4)     #sin和cos的动态波动线     linesin.set_data([], [])     linecos.set_data([], [])     #sin和cos的连接线     linesinl.set_data([], [])     linecosl.set_data([], [])      return line,linesin,linecos, linesinl,linecosl,  #刷新函数 def update(i):     #提示-4,0为直线的圆点坐标是不变的     newx = [-4, xdata[i]]     newy = [0, ydata[i]]     #圆的半径直线     line.set_data(newx, newy)          #+1就是水平向右移动1个单位     sinx = 1+np.linspace(0, 4, 1000)     siny = 2+np.sin(2 * np.pi * (sinx - 0.01 * i))     #sin波动线     linesin.set_data(sinx, siny)      #+1就是水平向右移动1个单位     cosx = 1+np.linspace(0, 4, 1000)     cosy = -2+np.cos(2 * np.pi * (cosx - 0.01 * i))     #cos波动线     linecos.set_data(cosx, cosy)          newxsinl=[1,xdata[i]]     newysinl=[siny[i],ydata[i]]     #sin连接线，bug     linesinl.set_data(newxsinl,newysinl)      newxcosl=[1,xdata[i]]     newycosl=[cosy[i],ydata[i]]     #cos连接线，bug     linecosl.set_data(newxcosl,newycosl)      return line,linesin,linecos,linesinl,linecosl,  #第5步：相关设置 plt.title(＂Graph of circle、radius、sin & cos＂) plt.axis(＂equal＂) ani = animation.FuncAnimation(fig, update, range(1, len(xdata)), init_func=init, interval=10) plt.legend(loc=＂upper right＂) plt.show()
　　6.2 效果图：
　　小bug，留下，可以试试如何改进