macOXS中使用matplotlib遇到的问题及探究

第一次在 mac 系统上使用matplotlib库的时候，在执行的时候，往往会遇到下面这样的问题：

ImportError: Python is not installed as a framework. balabala....

解决方案

当然这个问题很好解决，网上有一搜就会找到如下两种解决方案：

第一种方案是在系统中设置

• 假设你已经通过pip install matplotlib安装了 matplotlib，那么在你的根目录中会有一个名为〜/ .matplotlib的目录。
• 在这个目录中创建一个matplotlibrc的文件 ,在里面添加一行代码：backend: TkAgg，保存退出即可。

总结为一行 shell 命令就是：echo "backend: TkAgg" >> ~/.matplotlib/matplotlibrc

这种方式可以设定整个系统的 matplotlib 渲染使用的引擎，但是不好的是，代码会变得不可移植，如果服务器很多，我们需要每一台机器都去设置这个参数，这时候就需要使用第二种方案。

第二种方案是在代码中设置

在引用matplotlib库的代码之前，添加如下两行代码（确认安装 TkInter）：

import matplotlib
matplotlib.use('TkAgg')

这样也可以临时的修改前面提到的 backend变量。

为什么要这样做？

从两种解决方法基本可以看出，两种方法都是通过修改一个叫做 backend的值来解决的。但这个TKAgg是什么鬼呢？

回答这个问题就需要知道为什么会默认的情况会产生上面的那个 ImportError。出现这个错误的原因是，在 mac os 系统镜像中渲染 matplotlib 的后端，默认情况下使用的是Cocoa的 API 来渲染。其实还有 Qt4Agg ， GTKAgg ， TkAgg等很多可以使用。这是 macosx 与其他 windows 或 linux os 相比不同的地方。

什么是backend？

网上有很多的文档或解决方案都会提到backend，但许多用户对此术语会感到困惑（比如我）。matplotlib 会面对许多不同的用法和输出形式。比如，有人会在 python shell 交互使用 matplotlib，并在键入命令时弹出绘图窗口。有人将 matplotlib 嵌入到图形用户界面（如 wxpython 或 pygtk）中以构建丰富的应用程序。还有人在批处理脚本中使用 matplotlib 从一些数值模拟生成postscript 图像，还有一些是在 Web 应用程序服务器中生成 posts 动画以提供动态图形。

为了支持所有这些用法，matplotlib 可以提供不同的输出，这些输出中都称为backend; “frontend”是面向用户的代码，即绘图代码，而backend完成幕后的所有生成图形的复杂工作。

matplotlib 中有两种类型的backend：

• 用户界面后端（用于 pygtk，wxpython，tkinter，qt4 或 macosx 等，也被称为“交互式后端”）
• 硬拷贝后端（用于制作图像文件 PNG，SVG，PDF，PS 等，也被称为“非交互式后端”）

设置backend的方法其实不止有网上提到两种方案，一共有四种方法。如果它们彼此有冲突，将使用以下列表中最后提到的方法，例如，调用use()则将会覆盖matplotlibrc中的设置。

1. matplotlibrc文件中的backend参数，也就是我们上面说的方案一：

   （如果想定制化 matplotlib 其他的参数，点击查看）：

backend : TkAgg   # Agg(antigrain) 渲染到 Tk canvas (需要安装TkInter)

2. 为当前 shell 或单个脚本设置MPLBACKEND环境变量：

> export MPLBACKEND="module://my_backend"
> python simple_plot.py

> MPLBACKEND="module://my_backend" python simple_plot.py

设置此环境变量将覆盖 matplotlibrc 中的 backend 参数值，即使当前工作目录中存在 matplotlibrc 也是如此。因此，不鼓励在全局设置MPLBACKEND，例如在.bashrc或.profile中，因为它会让我们很难发现问题。

3. 要为单个脚本设置 backend，也可以使用 -d 命令行参数：

> python script.py -dbackend

不推荐使用此方法，因为-d参数可能与解析命令行参数的脚本冲突（参考issue＃1986）。

4. 如果你的脚本依赖于特定的后端，则可以使用use()函数：

import matplotlib
matplotlib.use('PS')   # 默认输出 postscript

如果要使用use()函数，则必须在导入matplotlib.pyplot之前调用。导入 pyplot 后调用use()将不起作用。如果想要使用不同的后端，则不得不对源码做编辑，修改use()中的代码来完成。因此，除非必要，否则应该避免显式调用use()。

backend名称规范不区分大小写;例如，‘GTKAgg’和’gtkagg’是等价的。

backend选择列表

交互式列表

这些是支持的用户界面和渲染器组合，能够显示到屏幕并使用非交互式列表中的适当渲染器写入文件：

非交互式列表

以下是 matplotlib 渲染器的列表（每个渲染器都有一个同名支持，能够写入文件）：

参考链接

• https://stackoverflow.com/questions/21784641/installation-issue-with-matplotlib-python
• https://matplotlib.org/faq/usage_faq.html#what-is-a-backend
• https://matplotlib.org/users/customizing.html#customizing-matplotlib

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