Matplotlib 中文显示（实战总结）

Matplotlib 中文显示问题的根源解析

在使用 Matplotlib 绘图时，你是否遇到过这样的尴尬场景：明明数据清晰、图表美观，可标题、坐标轴标签却显示成一串乱码，比如“����”或“□□□□”？这其实是 Matplotlib 中文显示问题的典型表现。这个问题并不复杂，但很多初学者容易忽略其背后的原因。

简单来说，Matplotlib 默认使用的字体不支持中文，它只内置了西文字符的显示能力。当你在图中添加中文内容时，系统无法找到合适的字体来渲染这些字符，于是就出现了“缺失字体”或“乱码”的现象。

这就像你去餐厅点了一道川菜，但服务员只懂英语，你用中文点菜，他听不懂，只能给你一个空白菜单。解决方法不是换餐厅，而是让服务员学会中文。在 Matplotlib 中，我们就要“教”它如何显示中文。

要解决这个问题，核心思路是：为 Matplotlib 指定一个支持中文的字体。接下来我们将一步步带你完成这个过程。

常见中文显示问题的表现形式

在正式操作前，先看看你是否遇到了以下典型问题：

• 图表标题显示为 ???? 或 □□□□
• 坐标轴标签（如“月份”“销售额”）变成乱码
• 图例中文内容无法显示，仅显示英文或空格

这些问题的共同点是：图表内容中包含中文，但绘图时未指定中文字体。

我们可以通过一个简单的例子来复现这个问题：

import matplotlib.pyplot as plt

plt.figure(figsize=(8, 5))
plt.plot([1, 2, 3, 4], [10, 20, 25, 30])
plt.title("销售趋势图")  # 中文标题
plt.xlabel("月份")      # 中文横坐标
plt.ylabel("销售额（万元）")  # 中文纵坐标
plt.show()

运行这段代码，你会发现图表标题和坐标轴标签都变成了乱码。这正是 Matplotlib 中文显示问题的直接体现。

解决方案一：使用系统自带的中文字体

最简单、最直接的解决方法是使用系统中已安装的中文字体。不同操作系统的中文字体不同，我们分别说明：

Windows 系统

Windows 常见中文字体包括：SimHei（黑体）、Microsoft YaHei（微软雅黑）、FangSong（仿宋）等。

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

plt.figure(figsize=(8, 5))
plt.plot([1, 2, 3, 4], [10, 20, 25, 30])
plt.title("销售趋势图")
plt.xlabel("月份")
plt.ylabel("销售额（万元）")
plt.grid(True)
plt.show()

注释说明：

• plt.rcParams['font.sans-serif']：设置默认无衬线字体，传入字体名称列表
• ['SimHei']：指定使用黑体，它是 Windows 常见的中文字体
• plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False：解决负号显示为方块的问题，非常重要！

macOS 系统

macOS 常见中文字体包括：PingFang SC（苹方）、Heiti SC（黑体-简）、STHeiti（华文黑体）等。

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['PingFang SC', 'Heiti SC', 'STHeiti']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

plt.figure(figsize=(8, 5))
plt.plot([1, 2, 3, 4], [10, 20, 25, 30])
plt.title("销售趋势图")
plt.xlabel("月份")
plt.ylabel("销售额（万元）")
plt.grid(True)
plt.show()

注释说明：

• 传入字体列表时，建议按优先级排序，系统会从左到右尝试加载
• PingFang SC 是 macOS 的默认中文字体，优先使用

Linux 系统

Linux 系统中中文字体路径较复杂，常见字体有：WenQuanYi Micro Hei、Noto Sans CJK SC 等。可通过命令行查看：

fc-list :lang=zh | grep -i "hei\|song\|fang"

示例代码：

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['WenQuanYi Micro Hei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

plt.figure(figsize=(8, 5))
plt.plot([1, 2, 3, 4], [10, 20, 25, 30])
plt.title("销售趋势图")
plt.xlabel("月份")
plt.ylabel("销售额（万元）")
plt.grid(True)
plt.show()

解决方案二：使用自定义字体文件

如果系统中没有合适的中文字体，或者你想使用特定字体（如“思源黑体”“阿里巴巴普惠体”），可以手动下载字体文件并加载。

步骤 1：下载字体文件

从官方网站下载 .ttf 或 .otf 格式的字体文件，例如：思源黑体 。

步骤 2：加载字体

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import font_manager

font_path = "/path/to/SourceHanSansSC-Regular.otf"  # 修改为你本地的路径

font_prop = font_manager.FontProperties(fname=font_path)

plt.rcParams['font.sans-serif'] = [font_prop.get_name()]
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

plt.figure(figsize=(8, 5))
plt.plot([1, 2, 3, 4], [10, 20, 25, 30])
plt.title("销售趋势图", fontproperties=font_prop)
plt.xlabel("月份", fontproperties=font_prop)
plt.ylabel("销售额（万元）", fontproperties=font_prop)
plt.grid(True)
plt.show()

注释说明：

• font_manager.FontProperties(fname=...)：从指定路径加载字体
• font_prop.get_name()：获取字体名称，用于设置 font.sans-serif
• fontproperties=font_prop：在每个文本元素中单独指定字体，更灵活

常见问题与调试技巧

调试建议

1. 使用 plt.rcParams['font.sans-serif'] 查看当前字体设置
2. 通过 font_manager.findfont() 检查字体是否存在

import matplotlib.font_manager as fm

fonts = [f.name for f in fm.fontManager.ttflist if 'hei' in f.name.lower()]
print("包含 'hei' 的字体:", fonts)

实际项目中的最佳实践

在实际开发中，我们建议将字体配置封装成独立模块，避免重复代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.font_manager as fm

def setup_chinese_font():
    """配置 Matplotlib 中文显示"""
    # 尝试多个中文字体，优先级从高到低
    fonts = [
        'SimHei', 'Microsoft YaHei', 'PingFang SC',
        'WenQuanYi Micro Hei', 'Noto Sans CJK SC'
    ]
    
    # 设置字体
    plt.rcParams['font.sans-serif'] = fonts
    plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 解决负号问题
    
    # 验证字体是否加载成功
    try:
        font = fm.FontProperties(fname=fm.findfont(fm.FontProperties(family=fonts[0])))
        print(f"成功加载字体: {font.get_name()}")
    except Exception as e:
        print("字体加载失败:", e)

setup_chinese_font()

在主程序中调用：

from config_font import setup_chinese_font

setup_chinese_font()

plt.figure(figsize=(8, 5))
plt.plot([1, 2, 3, 4], [10, 20, 25, 30])
plt.title("销售趋势图")
plt.xlabel("月份")
plt.ylabel("销售额（万元）")
plt.show()

总结与建议

Matplotlib 中文显示问题本质上是字体缺失导致的。通过为 Matplotlib 指定支持中文的字体，即可完美解决。

核心要点回顾：

• 使用 plt.rcParams['font.sans-serif'] 设置字体
• 添加 plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False 避免负号乱码
• 优先使用系统自带字体，如 SimHei、PingFang SC
• 复杂项目建议封装字体配置逻辑
• 字体路径要确保可访问，避免绝对路径依赖

掌握这些技巧后，你就可以在任何项目中自由使用中文标题、标签和图例，让图表真正“说人话”。无论你是做数据分析、可视化展示，还是撰写技术报告，Matplotlib 中文显示的正确配置，都是专业表达的基础。