Python 3 matplotlib添加多尺度轴水印

基础概念

Matplotlib 是一个用于创建高质量图表的 Python 库。它提供了丰富的绘图功能，包括折线图、散点图、柱状图等。多尺度轴水印是指在图表中添加多个不同尺度的轴（通常是时间和频率轴），以便更好地展示数据。

类型

双轴图：在同一图表中添加两个不同尺度的轴，通常是一个时间轴和一个频率轴。
子图：在一个大图中创建多个小图，每个小图可以有不同的尺度。

应用场景

信号处理：在信号处理中，通常需要同时展示时域和频域的数据。
金融分析：在金融分析中，可能需要同时展示价格和时间序列数据。
科学实验：在科学实验中，可能需要展示不同尺度的数据以进行对比分析。

示例代码

以下是一个使用 Matplotlib 添加多尺度轴水印的示例代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 创建数据
t = np.linspace(0, 10, 1000)
signal = np.sin(2 * np.pi * 5 * t) + np.sin(2 * np.pi * 20 * t)

# 创建图表
fig, ax1 = plt.subplots()

# 绘制时域信号
color = 'tab:red'
ax1.set_xlabel('Time (s)')
ax1.set_ylabel('Amplitude', color=color)
ax1.plot(t, signal, color=color)
ax1.tick_params(axis='y', labelcolor=color)

# 创建第二个轴
ax2 = ax1.twinx()

# 计算频域数据
fft = np.fft.fft(signal)
freq = np.fft.fftfreq(len(signal), d=t[1]-t[0])
magnitude = np.abs(fft)

# 绘制频域信号
color = 'tab:blue'
ax2.set_ylabel('Magnitude', color=color)
ax2.plot(freq[:len(freq)//2], magnitude[:len(magnitude)//2], color=color)
ax2.tick_params(axis='y', labelcolor=color)

# 显示图表
plt.show()