在matplotlib脉冲图上添加上升沿箭头

Question

需要在matplotlib中帮助解决以下问题：

1. 如何在图表上的曲线/直线上画出一个向上的箭头和一个向下的箭头？

2. 如何调整图表的范围/限制，以便图的边缘能清晰可见？

我想在脉冲波的上升边缘添加箭头，（如果能在脉冲的下降边缘加一个向下的箭头那就更好了），但是我找不到简单的方法来做到这一点（注释页面上的例子完全是为了其他目的）。

因为图片能让事情更清楚，我的代码是：

from pylab import *

# How do I have arrows pointing up for every even value and pointing down for every odd value along Y axis for the highest freq.

baseFreqTimePeriod = 100
samplingFreqTimePeriod = 0.001

numberOfPulses = 10

def baseFreq(inputTime, timePeriod):

    sampleWindow = timePeriod

    return [ (1.0/(timePeriod/baseFreqTimePeriod)) if((i % sampleWindow) <= (sampleWindow / 2)) else 0.0 for i in inputTime ]

    '''
    output = []

    for i in inputTime:

        sampleIsAtPosition = i % sampleWindow

        if(sampleIsAtPosition <= (sampleWindow / 2)):

            output.append(1.0/(timePeriod/baseFreqTimePeriod))
        else:
            output.append(0.0)

    return output
    '''

t = arange(0.0, numberOfPulses * baseFreqTimePeriod, samplingFreqTimePeriod)

baseFreqFn = baseFreq(t, baseFreqTimePeriod)
plot(t, baseFreqFn, linewidth=1.0)

baseFreqFn = baseFreq(t, 2 * baseFreqTimePeriod)
plot(t, baseFreqFn, linewidth=2.0)

baseFreqFn = baseFreq(t, 3 * baseFreqTimePeriod)
plot(t, baseFreqFn, linewidth=2.0)

xlabel('time (uS)')
ylabel('Amplitude')
title('Test')
grid(True)
show()

这段代码生成了以下输出：

不过，我希望能得到这样的效果（只画出了前几个箭头）：

另外，注意图表的显示窗口是如何把完整振幅波的顶部截掉的？（底部的部分也被遮住了）

如果我能看到峰值到峰值的数值（坐标轴超出数据的范围），那就太好了，就像这里一样：

(http://web.mit.edu/6.02/www/f2009/handouts/labs/lab2_7_1.png)

Answer 1

要画一个箭头，你可以使用 arrow 这个方法：

     #x,y, dx, dy,
arrow(0,0,  0,1.0,
    'lw':2,
    'color':'black',
    'head_width':baseFreqTimePeriod/4,
    'head_length':0.05

如果想画一个指向下方的箭头，可以把 dy 设置成负数。

arrow(baseFreqTimePeriod,0,  0,-1.0,
    'lw':2,
    'color':'black',
    'head_width':baseFreqTimePeriod/4,
    'head_length':0.05

要改变图表的范围，可以使用 xlim 和 ylim：

ylim([-.2,1.2])
xlim([-.1*t[-1],t[-1]*1.1])

关于 arrow、xlim 和 ylim 的详细说明可以查看 这里。你也可以使用 annotate 方法来画带文字的箭头。