【已解决，亲测有效】解决使用Python Matplotlib库绘制图表中出现中文乱码（中文显示为框）的问题的方法

【已解决，亲测有效】解决使用Python Matplotlib库绘制图表中出现中文乱码（中文显示为框）的问题的方法

前言

在使用Python的Matplotlib库进行数据可视化时，我们经常需要在图表的标题、坐标轴标签或图例中添加中文注释。然而，很多初学者都会遇到一个令人头疼的问题：设置好的中文全部显示成了“□”（方框），这也被称为“中文乱码”问题。本文将深入剖析这个问题产生的原因，并提供几种行之有效的解决方案，从临时解决到一劳永逸，总有一种适合你。

1 问题分析：为什么会出现方框？

让我们先来看一个简单的例子。当你尝试运行以下代码时，有很大概率会看到一张带有白色方框的图表。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np# 准备数据
x = np.arange(1, 6)
y = np.array([10, 8, 6, 4, 2])# 创建图表
plt.figure(figsize=(8, 6))
plt.plot(x, y, marker='o')# 添加中文标题和标签
plt.title("这是一个简单的折线图")
plt.xlabel("X轴：数据点")
plt.ylabel("Y轴：数值")# 显示图表
plt.show()

预期结果：一张带有中文标题和轴标签的折线图。
实际结果：

如上图所示，标题和坐标轴的中文部分全都变成了方框。

问题根源：
这背后的原因其实很简单：Matplotlib的默认字体库不包含中文字符。

Matplotlib默认使用的字体（如DejaVu Sans）是一款优秀的英文字体，但它没有设计中文字符的字形（Glyph）。当Matplotlib尝试渲染一个中文字符时，它在字体文件中找不到对应的字形，只能用一个占位符“□”来代替，表示“此字符无法显示”。

2 解决方案

知道了问题根源，解决思路就很清晰了：为Matplotlib指定一个包含中文字符的字体。

2.1 方案一：动态指定（临时方案，推荐！）

这是最常用、最灵活的方法，尤其适用于在不同的项目或环境中工作。它只在当前运行的Python脚本中生效，不会影响全局配置。

核心代码：通过 matplotlib.rcParams 来动态修改配置。

步骤：

1. 在绘图代码的开头，引入matplotlib。
2. 通过plt.rcParams或matplotlib.rcParams设置字体。
3. 【关键】 解决负号显示问题。更换字体后，可能会导致坐标轴的负号-也显示为方框，因为一些中文字体不处理Unicode的减号（U+2212），而是使用ASCII的连字符（-）。我们需要将axes.unicode_minus设置为False来解决这个问题。

下面是修改后的完整代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np# --- 新增代码开始 ---
# Windows系统
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  # 'SimHei' 是黑体的文件名
# Mac系统
# plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['PingFang SC']
# Linux系统（需要确认已安装的字体）
# plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['WenQuanYi Micro Hei']plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 解决负号显示问题
# --- 新增代码结束 ---# 准备数据
x = np.arange(-5, 6)
y = x**2# 创建图表
plt.figure(figsize=(8, 6))
plt.plot(x, y, marker='o')# 添加中文标题和标签
plt.title("二次函数 $y = x^2$ 图像")
plt.xlabel("X轴：自变量")
plt.ylabel("Y轴：因变量")
plt.grid(True)# 显示图表
plt.show()

修改后，生成的图表即可正常显示：

如何找到可用的中文字体？

• Windows: SimHei (黑体), KaiTi (楷体), Microsoft YaHei (微软雅黑) 等。
• macOS: PingFang SC (苹方), STHeiti (华文黑体) 等。
• Linux: WenQuanYi Micro Hei (文泉驿微米黑), Noto Sans CJK SC 等。需要通过fc-list :lang=zh命令查看已安装的中文字体。

优点：

• 代码自包含，移植性强，在任何环境中只要有对应字体就能运行。
• 不污染全局配置，对其他Python项目无影响。

缺点：

• 需要在每个需要显示中文的脚本中都加入配置代码。

2.2 方案二：修改配置文件（一劳永逸）

如果你希望在你的开发环境中永久解决这个问题，修改Matplotlib的配置文件是最佳选择。

步骤：

1. 找到matplotlibrc配置文件
   运行以下Python代码可以找到配置文件的路径：

   import matplotlib
   print(matplotlib.matplotlib_fname())
   # 可能的输出: /path/to/your/python/env/lib/pythonX.X/site-packages/matplotlib/mpl-data/matplotlibrc
   

2. 编辑配置文件
   用文本编辑器打开上述路径找到的matplotlibrc文件。
   

3. 修改字体设置
   在文件中找到 #font.sans-serif 这一行（大约在276行左右）。

   • 去掉前面的 # 注释符。
   • 在冒号后面添加你希望使用的中文字体名称，并确保它在列表的最前面。例如，在Windows上使用黑体：

     # 找到这行:
     #font.sans-serif: DejaVu Sans, Bitstream Vera Sans, ...# 修改为 (去掉'#'并在最前面加上'SimHei'):
     font.sans-serif: SimHei, DejaVu Sans, Bitstream Vera Sans, ...
     

4. 修改负号设置
   在文件中找到 #axes.unicode_minus 这一行（大约在418行左右）。

   • 去掉前面的 # 注释符。
   • 将True改为False。

     # 找到这行:
     #axes.unicode_minus: True# 修改为:
     axes.unicode_minus: False
     

5. 清除缓存
   这是非常关键的一步！ Matplotlib会缓存字体信息，修改配置文件后必须清除缓存才能生效。
   首先，找到缓存目录：

   import matplotlib
   print(matplotlib.get_cachedir())
   

   然后，删除这个目录下的所有文件和文件夹。下次运行Matplotlib时会自动重新生成。

完成以上步骤后，你就可以像最开始那样运行代码，无需添加任何额外配置，中文和负号都能完美显示了。

优点：

• 一次配置，永久生效，非常方便。

缺点：

• 如果你的Python环境重装或迁移，需要重新配置。
• 配置是全局的，可能会影响所有使用该环境的Matplotlib项目。

3 总结

方案	优点	缺点	适用场景
方案一：动态指定	灵活，代码自包含，可移植性强	每个脚本都需要添加配置	共享代码、教学演示、不同项目切换
方案二：修改配置文件	一劳永逸，代码简洁	配置过程稍复杂，影响全局环境	个人固定开发环境

对于大多数开发者来说，方案一（动态指定）是首选，因为它能让你的代码更具鲁棒性和可移植性。而对于在个人电脑上进行大量数据分析工作的用户，方案二（修改配置文件） 则能提供极大的便利。

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希望这篇文章能帮助你彻底告别Matplotlib的中文方框问题，让你的数据可视化作品更加清晰、美观！