詳解pyqt5的UI中嵌入matplotlib圖形并實時刷新(挖坑和填坑)
一、pyqt5的UI中嵌入matplotlib的方法
1、導入模塊
導入模塊比較簡單，首先聲明使用pyqt5，通過FigureCanvasQTAgg創(chuàng)建畫布，可以將畫布的圖像顯示到UI，相當于pyqt5的一個控件，后面的繪圖就建立在這個畫布上，然后把這個畫布當中pyqt5的控件添加到pyqt5的UI上，其次要導入matplotlib.figure的Figure ，這里要注意的是matplotlib.figure中的Figure，不是matplotlib.pyplot模塊中的Figure，要區(qū)分清楚。
import matplotlib
matplotlib.use("Qt5Agg") # 聲明使用pyqt5
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg # pyqt5的畫布
import matplotlib.pyplot as plt
# matplotlib.figure 模塊提供了頂層的Artist(圖中的所有可見元素都是Artist的子類)，它包含了所有的plot元素
from matplotlib.figure import Figure
2、創(chuàng)建pyqt5畫布，并簡單設置樣式
創(chuàng)建一個畫布類，繼承上面導入的FigureCanvasQTAgg，通過Figure 創(chuàng)建畫布，并且作為參數(shù)傳遞給父類FigureCanvasQTAgg（這里是關(guān)鍵一步！沒有這一步后面一切都是白費，不會添加成功?。?，最后一步添加繪圖區(qū)self.axes
class MyMatplotlibFigure(FigureCanvasQTAgg):
"""
創(chuàng)建一個畫布類，并把畫布放到FigureCanvasQTAgg
"""
def __init__(self, width=10, heigh=10, dpi=100):
plt.rcParams['figure.facecolor'] = 'r' # 設置窗體顏色
plt.rcParams['axes.facecolor'] = 'b' # 設置繪圖區(qū)顏色
self.width = width
self.heigh = heigh
self.dpi = dpi
self.figs = Figure(figsize=(self.width, self.heigh), dpi=self.dpi)
super(MyMatplotlibFigure, self).__init__(self.figs) # 在父類種激活self.fig， 否則不能顯示圖像
self.axes = self.figs.add_subplot(111)
3、填上創(chuàng)建pyqt5畫布挖的坑
上面自定義的畫布類MyMatplotlibFigure寫的時候不會提示錯誤，但是當你繪圖的時候會傻眼了，因為沒有報錯但是閃退了！??！然后逐個把可疑的類和方法try… except … print(er)，希望python能告訴你原因，抱歉！最終結(jié)果是什么都沒有得到！使用debug單步調(diào)試慢慢分析，累死累活的一步一步看到最后添加畫布到pyqt5時，跳到一個模塊backend_qt5.py文件的第500行：if self.height() < 0 or self.width() < 0:從debug的變量分析中看到“(<class ‘TypeError'>, TypeError("‘int' object is not callable"), <traceback object at 0x000001C3E0397F08>)這是什么鬼？
其實這是一個很簡單的錯誤，但是不小心犯了排查起來很麻煩?。?！錯誤的原因就是有些程序員在自定義類內(nèi)接收外部傳參時經(jīng)常把傳遞的參數(shù)轉(zhuǎn)換為全局變量，比如這個例子中初始化__init__方法接收的三個參數(shù) width、 heigh、 dpi，順手寫了個
self.width = width self.heigh = heigh self.dpi = dpi
然后接著調(diào)用！問題就在這里了，其實不管你后面有沒有調(diào)用，都會閃退?。。。。槭裁茨?？
因為FigureCanvasQTAgg父類中導入了backend_qt5.py模塊，而backend_qt5模塊內(nèi)部也使用了相同的變量名self.width和self.heigh，所以呢，在這里用上面的寫法就造成了對父類變量的覆蓋。正確的寫法：
class MyMatplotlibFigure(FigureCanvasQTAgg):
"""
創(chuàng)建一個畫布類，并把畫布放到FigureCanvasQTAgg
"""
def __init__(self, width=10, heigh=10, dpi=100):
plt.rcParams['figure.facecolor'] = 'r' # 設置窗體顏色
plt.rcParams['axes.facecolor'] = 'b' # 設置繪圖區(qū)顏色
# 創(chuàng)建一個Figure,該Figure為matplotlib下的Figure，不是matplotlib.pyplot下面的Figure
# 這里還要注意，width, heigh可以直接調(diào)用參數(shù)，不能用self.width、self.heigh作為變量獲取，因為self.width、self.heigh 在模塊中已經(jīng)FigureCanvasQTAgg模塊中使用，這里定義會造成覆蓋
self.figs = Figure(figsize=(width, heigh), dpi=dpi)
super(MyMatplotlibFigure, self).__init__(self.figs) # 在父類種激活self.fig， 否則不能顯示圖像（就是在畫板上放置畫布）
self.axes = self.figs.add_subplot(111) # 添加繪圖區(qū)
這里直接使用傳參字符就可以了，這幾個參數(shù)后面用不到了，如果你能用到就隨便改個名字，比如self.w = width self.h = heigh
4、把畫布添加到pyqt5的UI中
這里就比較簡單了，創(chuàng)建一個簡單的窗口，添加label，實例化上面創(chuàng)建的自定義畫布類，用變量self.canvas接收實例，這就相當于pyqt5的控件了，在label上創(chuàng)建布局，布局中添加畫布self.canvas
如果僅僅是把matplotlib的圖像添加到Ui中，plotcos這個繪圖方法放哪里都行，也可以在上面的自定義類中添加這個方法，只是最后繪圖的兩行簡單修改即可：
class MainDialogImgBW_(QtWidgets.QMainWindow):
"""
創(chuàng)建UI主窗口，使用畫板類繪圖。
"""
def __init__(self):
super(MainDialogImgBW_, self).__init__()
self.setWindowTitle("顯示matplotlib")
self.setObjectName("widget")
self.resize(800, 600)
self.label = QtWidgets.QLabel(self)
self.label.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 800, 600))
self.canvas = MyMatplotlibFigure(width=5, heigh=4, dpi=100)
self.plotcos()
self.hboxlayout = QtWidgets.QHBoxLayout(self.label)
self.hboxlayout.addWidget(self.canvas)
def plotcos(self):
# plt.clf()
t = np.arange(0.0, 5.0, 0.01)
s = np.cos(2 * np.pi * t)
self.canvas.aexs.plot(t, s)
self.canvas.figs.suptitle("sin") # 設置標題
二、實時刷新matplotlib圖像的坑
實時刷新圖像如果通過網(wǎng)絡查詢，基本千篇一律的結(jié)果都是先clean清除之前的圖像、重新plot、加上重繪draw（），從其它帖子找了最具代表性的三部曲步驟如下：
self.axes.cla() self.axes.plot(x, y, 'o',xx,yy) self.draw()
這三部曲是沒錯，但是只是他們說的有點簡單了，有些細節(jié)需要注意，否則一樣不會刷新或者報錯閃退。需要注意的坑是draw（），因為他們帖子上寫的簡單，實在不知道他們的self有幾個意思，一般情況下這么寫是錯的。**cla（）清空了繪圖區(qū)，plot（）重新繪制了圖像，這兩個都是對繪圖區(qū)的操作，但是要draw()要重繪的是畫布層不是繪圖區(qū)。而且僅僅draw（）是不夠的，還要flush_events（）否則可能在刷新畫布過程中中途偶然閃退。**完整的正確代碼如下（上面的第4條例子大的寫法是繪圖方法在UI類內(nèi)，下面的例子用另外一種寫法，在畫布類中創(chuàng)建繪圖方法）：
class MyMatplotlibFigure(FigureCanvasQTAgg):
"""
創(chuàng)建一個畫布類，并把畫布放到FigureCanvasQTAgg
"""
def __init__(self, width=10, heigh=10, dpi=100):
plt.rcParams['figure.facecolor'] = 'r' # 設置窗體顏色
plt.rcParams['axes.facecolor'] = 'b' # 設置繪圖區(qū)顏色
# 創(chuàng)建一個Figure,該Figure為matplotlib下的Figure，不是matplotlib.pyplot下面的Figure
self.figs = Figure(figsize=(width, heigh), dpi=dpi)
super(MyMatplotlibFigure, self).__init__(self.figs) # 在父類種激活self.fig，
self.axes = self.figs.add_subplot(111) # 添加繪圖區(qū)
def mat_plot_drow_axes(self, t, s):
"""
用清除畫布刷新的方法繪圖
:return:
"""
self.axes.cla() # 清除繪圖區(qū)
self.axes.spines['top'].set_visible(False) # 頂邊界不可見
self.axes.spines['right'].set_visible(False) # 右邊界不可見
# 設置左、下邊界在（0，0）處相交
# self.axes.spines['bottom'].set_position(('data', 0)) # 設置y軸線原點數(shù)據(jù)為 0
self.axes.spines['left'].set_position(('data', 0)) # 設置x軸線原點數(shù)據(jù)為 0
self.axes.plot(t, s, 'o-r', linewidth=0.5)
self.figs.canvas.draw() # 這里注意是畫布重繪，self.figs.canvas
self.figs.canvas.flush_events() # 畫布刷新self.figs.canvas
class MainDialogImgBW(QtWidgets.QMainWindow):
"""
創(chuàng)建UI主窗口，使用畫板類繪圖。
"""
def __init__(self):
super(MainDialogImgBW_, self).__init__()
self.setWindowTitle("顯示matplotlib")
self.setObjectName("widget")
self.resize(800, 600)
self.label = QtWidgets.QLabel(self)
self.label.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 800, 600))
self.canvas = MyMatplotlibFigure(width=5, heigh=4, dpi=100)
self.plotcos()
self.hboxlayout = QtWidgets.QHBoxLayout(self.label)
self.hboxlayout.addWidget(self.canvas)
def plotcos(self):
# plt.clf()
t = np.arange(0.0, 5.0, 0.01)
s = np.cos(2 * np.pi * t)
self.canvas.mat_plot_drow_axes(t, s)
self.canvas.figs.suptitle("sin") # 設置標題
if __name__ == "__main__":
app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
main = MainDialogImgBW()
main.show()
sys.exit(app.exec_())
**需要注意的地方就是畫布重繪的寫法，既不是self.draw()也不是self.axes.draw()或self.figs.draw()，而是self.figs.canvas.draw()和self.figs.canvas.flush_events()，這里比較坑的是寫這兩句代碼時沒有智能提醒?。ㄎ矣玫膒ycharm，也有可能是被這個坑了，不知道其他IDE是否會提醒）**這里還要提醒的是只有self.figs.canvas.draw()沒有self.figs.canvas.flush_events()時也會重繪，但是有可能在運行過程中閃退，所以還是加上比較安全。
三、實時更新matplotlib的另一種方法
上面是使用axes.cla()的方式刷新圖表，但是你有可能會遇到，你要展示的下一個圖形于前面一次圖表完全不同，包括畫布背景色等都不同，那么用上面的axes.cla()只清理繪圖區(qū)就不夠了，需要用得到清理畫布figure.clf()，這個地方你要看清楚，清理繪圖區(qū)方法是cla（），而清理畫布是clf（）一字之差。另外一個需要注意的地方就是，清理畫布后之前畫布上的繪圖區(qū)axes也清理了，需要重新添加axes，完整代碼如下：
class MyMatplotlibFigure(FigureCanvasQTAgg):
"""
創(chuàng)建一個畫布類，并把畫布放到FigureCanvasQTAgg
"""
def __init__(self, width=10, heigh=10, dpi=100):
# 創(chuàng)建一個Figure,該Figure為matplotlib下的Figure，不是matplotlib.pyplot下面的Figure
self.figs = Figure(figsize=(width, heigh), dpi=dpi)
super(MyMatplotlibFigure, self).__init__(self.figs) # 在父類種激活self.fig，
def mat_plot_drow(self, t, s):
"""
用清除畫布刷新的方法繪圖
:return:
"""
self.figs.clf() # 清理畫布，這里是clf()
self.axes = self.figs.add_subplot(111) # 清理畫布后必須重新添加繪圖區(qū)
self.axes.patch.set_facecolor("#01386a") # 設置ax區(qū)域背景顏色
self.axes.patch.set_alpha(0.5) # 設置ax區(qū)域背景顏色透明度
self.figs.patch.set_facecolor('#01386a') # 設置繪圖區(qū)域顏色
self.axes.spines['bottom'].set_color('r') # 設置下邊界顏色
self.axes.spines['top'].set_visible(False) # 頂邊界不可見
self.axes.spines['right'].set_visible(False) # 右邊界不可見
# 設置左、下邊界在（0，0）處相交
# self.axes.spines['bottom'].set_position(('data', 0)) # 設置y軸線原點數(shù)據(jù)為 0
self.axes.spines['left'].set_position(('data', 0)) # 設置x軸線原點數(shù)據(jù)為 0
self.axes.plot(t, s, 'o-r', linewidth=0.5)
self.figs.canvas.draw() # 這里注意是畫布重繪，self.figs.canvas
self.figs.canvas.flush_events() # 畫布刷新self.figs.canvas
class MainDialogImgBW(QtWidgets.QMainWindow):
"""
創(chuàng)建UI主窗口，使用畫板類繪圖。
"""
def __init__(self):
super(MainDialogImgBW_, self).__init__()
self.setWindowTitle("顯示matplotlib")
self.setObjectName("widget")
self.resize(800, 600)
self.label = QtWidgets.QLabel(self)
self.label.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 800, 600))
self.canvas = MyMatplotlibFigure(width=5, heigh=4, dpi=100)
self.plotcos()
self.hboxlayout = QtWidgets.QHBoxLayout(self.label)
self.hboxlayout.addWidget(self.canvas)
def plotcos(self):
# plt.clf()
t = np.arange(0.0, 5.0, 0.01)
s = np.cos(2 * np.pi * t)
self.canvas.mat_plot_drow(t, s)
self.canvas.figs.suptitle("sin") # 設置標題
if __name__ == "__main__":
app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
main = MainDialogImgBW()
main.show()
sys.exit(app.exec_())
四、animation的方式刷新matplotlib
如果你在UI中的刷新頻率非常高，比如股票或期貨的tick數(shù)據(jù)，上面的刷新方式就有點不夠用了，雖然也能刷新但是又可能會閃屏的情況很不舒服，高頻刷新還是用animation方式刷新。
使用animation 需要增加導入matplotlib.animation模塊的FuncAnimation方法，全部導入模塊如下：
import matplotlib
matplotlib.use("Qt5Agg") # 聲明使用pyqt5
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg # pyqt5的畫布
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.figure import Figure
from matplotlib.animation import FuncAnimation
FuncAnimation的基礎(chǔ)使用這里就不贅述了，論壇內(nèi)搜索就可以找到，只提一個可能存在坑的地方，數(shù)據(jù)更新函數(shù)是嵌套在繪圖方法plot_tick內(nèi)的（可不要以為這是格式錯誤）。這里直接上代碼：
class MyMatPlotAnimation(FigureCanvasQTAgg):
"""
創(chuàng)建一個畫板類，并把畫布放到容器（畫板上）FigureCanvasQTAgg，再創(chuàng)建一個畫圖區(qū)
"""
def __init__(self, width=10, heigh=10, dpi=100):
# 創(chuàng)建一個Figure,該Figure為matplotlib下的Figure，不是matplotlib.pyplot下面的Figure
self.figs = Figure(figsize=(width, heigh), dpi=dpi)
super(MyMatPlotAnimation, self).__init__(self.figs)
self.figs.patch.set_facecolor('#01386a') # 設置繪圖區(qū)域顏色
self.axes = self.figs.add_subplot(111)
def set_mat_func(self, t, s):
"""
初始化設置函數(shù)
"""
self.t = t
self.s = s
self.axes.cla()
self.axes.patch.set_facecolor("#01386a") # 設置ax區(qū)域背景顏色
self.axes.patch.set_alpha(0.5) # 設置ax區(qū)域背景顏色透明度
# self.axes.spines['top'].set_color('#01386a')
self.axes.spines['top'].set_visible(False) # 頂邊界不可見
self.axes.spines['right'].set_visible(False) # 右邊界不可見
self.axes.xaxis.set_ticks_position('bottom') # 設置ticks（刻度）的位置為下方
self.axes.yaxis.set_ticks_position('left') # 設置ticks（刻度） 的位置為左側(cè)
# 設置左、下邊界在（0，0）處相交
# self.axes.spines['bottom'].set_position(('data', 0)) # 設置x軸線再Y軸0位置
self.axes.spines['left'].set_position(('data', 0)) # 設置y軸在x軸0位置
self.plot_line, = self.axes.plot([], [], 'r-', linewidth=1) # 注意‘,'不可省略
def plot_tick(self):
plot_line = self.plot_line
plot_axes = self.axes
t = self.t
def upgrade(i): # 注意這里是plot_tick方法內(nèi)的嵌套函數(shù)
x_data = [] # 這里注意如果是使用全局變量self定義，可能會導致繪圖首位相聯(lián)
y_data = []
for i in range(len(t)):
x_data.append(i)
y_data.append(self.s[i])
plot_axes.plot(x_data, y_data, 'r-', linewidth=1)
return plot_line, # 這里也是注意‘,'不可省略，否則會報錯
ani = FuncAnimation(self.figs, upgrade, blit=True, repeat=False)
self.figs.canvas.draw() # 重繪還是必須要的
class MainDialogImgBW(QtWidgets.QMainWindow):
def __init__(self):
super(MainDialogImgBW_, self).__init__()
self.setWindowTitle("顯示matplotlib")
self.setObjectName("widget")
self.resize(800, 600)
self.label = QtWidgets.QLabel(self)
self.label.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 800, 600))
self.canvas = MyMatPlotAnimation(width=5, heigh=4, dpi=100)
self.plotcos()
self.hboxlayout = QtWidgets.QHBoxLayout(self.label)
self.hboxlayout.addWidget(self.canvas)
def plotcos(self):
t = np.arange(0.0, 5.0, 0.01)
s = np.cos(2 * np.pi * t)
self.canvas.set_mat_func(t, s)
self.canvas.plot_tick()
if __name__ == "__main__":
app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
main = MainDialogImgBW()
main.show()
sys.exit(app.exec_())
到此這篇關(guān)于詳解pyqt5的UI中嵌入matplotlib圖形并實時刷新(挖坑和填坑)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)pyqt5嵌入matplotlib圖形內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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