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pgfplots：如何根据数字自定义对数图的数字格式样式？

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pgfplots：如何根据数字自定义对数图的数字格式样式？

我们已经看到另一个问题当样式为 10^x 编号时，如何在无衬线字体中设置对数轴上的刻度数。Pgfplots 提供了用于对对数刻度进行编号的其他选项，具体来说，log ticks with fixed point还有根据数字的大小有选择地从指数转换为定点的选项\pgfmathprintnumber[std={-2:2}, precision=1]{...}。

在第一个实例中，固定点，下面的代码生成以下图表： 在此处输入图片描述

\documentclass{article}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.15}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}
\begin{loglogaxis}[log ticks with fixed point,]
 \addplot [domain=1:1000, ultra thick, color=blue] {x^1.5};
\end{loglogaxis}
\end{tikzpicture}

\end{document}

问题 1:我们如何在无衬线字体（\mathsf{..}）中设置这些刻度数字？

在第二个例子中，我们希望使用功能将\pgfmathprintnumber[std={-2:2}, precision=1]{...}大于 100 的数字设置为指数格式，将较小的数字设置为定点格式，同样使用 sans 字体。

问题2：我们如何std={x:y}使用 san serif 字体来利用对数轴上的行为？ 所需的结果可能如下图所示（在本例中通过直接编辑 pdf 文件获得）

在此处输入图片描述

答案1

filippo 的评论促使我再次查看了这一点，并且我已经问题 1 的答案。

可以通过修改 10 n 个轴的方法来实现固定点、无衬线、对数轴刻度，如下所示：

 \begin{tikzpicture}
 \begin{loglogaxis}[
   log number format basis/.code 2 args={$\pgfmathparse{#1^(#2)}\mathsf{\pgfmathprintnumber{\pgfmathresult}}$},
 ]
 \addplot [domain=1:1000, ultra thick, color=blue] {x^1.5};
 \end{loglogaxis}
 \end{tikzpicture}

在此处输入图片描述

因此，我们有线性轴的解，半对数或对数对数轴上的 10 n，以及半对数或对数轴上的固定点。总结一下（根据需要合并半对数）：

线性轴：

xticklabel={$\mathsf{\pgfmathprintnumber{\tick}}$},

对数轴，10 n个刻度：

log number format basis/.code 2 args={$\mathsf{#1^{\pgfmathprintnumber{#2}}}$},

对数轴，定点刻度：

log number format basis/.code 2 args={$\pgfmathparse{#1^(#2)}\mathsf{\pgfmathprintnumber{\pgfmathresult}}$},

我们仍然缺少直接解决问题2以上。但是，可以通过简单地手动编码刻度来使用蛮力方法：

\begin{tikzpicture}
\begin{loglogaxis}[
   xtick = {1, 10, 100, 1000},
   xticklabels={$\mathsf{1}$, $\mathsf{10}$, $\mathsf{100}$, $\mathsf{10^3}$}, 
   ytick = {1, 10, 100, 1000, 10000},
   yticklabels={$\mathsf{1}$, $\mathsf{10}$, $\mathsf{100}$, $\mathsf{10^3}$, $\mathsf{10^4}$},        
]
\addplot [domain=1:1000, ultra thick, color=red] {x^1.5};
\end{loglogaxis}
\end{tikzpicture}

在此处输入图片描述

（注意：我的图形在刻度线本身上设置了一些样式选项，这些选项未显示在这里；这些与编号问题无关。）

答案2

根据 Stefan 的建议\ifdim，我添加了上限和下限（eupper、elower）的键，超过该值将使用指数而不是固定点刻度标记。此代码将为 10 以外的对数底数创建指数，并将其合并\sffamily为文本字体。这几乎可以回答问题2以上，尽管它并没有真正调整std={x:y}pgfplots 的功能。

\pgfkeys{/tikz/.cd,
  elower/.store in=\elower,
  elower=-1,   %% default, so (base)^0 will print as 1
  eupper/.store in=\eupper,
  eupper=1   %% default 
   }

\pgfplotsset{    
log number format basis/.code 2 args={
            \ifdim#2pt>\elower pt
                \ifdim#2pt<\eupper pt
                   \pgfmathparse{#1^(#2)}%
                   $\mathsf{\pgfmathprintnumber{\pgfmathresult}}$
                \else
                   $\mathsf{#1^{\pgfmathprintnumber{#2}}}$
                \fi
             \else
                $\mathsf{#1^{\pgfmathprintnumber{#2}}}$
             \fi
},
/tikz/font={\sffamily},
typeset ticklabels with strut,
}

\begin{tikzpicture}
\begin{loglogaxis}[
    elower=-2, 
    eupper=1,
    log basis  x = 5, %% just to illustrate for a base other than 10
    log basis  y = 10,
    xlabel= {Abscissa label [units]}, 
    ylabel= {Ordinate label [units]},
]
 \addplot [domain=0.01:10, ultra thick, color=red] {x^1.5};
  \node[right, fill=white, rectangle, thin, draw] at (0.5,0.01) {log-log};
\end{loglogaxis}
\end{tikzpicture}

\vspace*{3em}

\begin{tikzpicture}
\begin{semilogyaxis}[
     eupper = 3,
     minor x tick num=1, 
     xticklabel={$\mathsf{\pgfmathprintnumber[zerofill, precision=1]{\tick}}$},
     xlabel= {Abscissa label [units]}, 
     ylabel={Ordinate label [units]},
]
 \addplot [domain=0:10, ultra thick,color=blue] {exp(x)};
 \node[right, fill=white, rectangle, thin, draw] at (5,8) {semi-log};
\end{semilogyaxis}
\end{tikzpicture}

以下是此代码中的示例。使用的字体是 Lucida Sans OT（在 LuaLatex 下），并且与以前一样，对刻度标记和绘图大小进行了一些不相关的样式调整。
带有无衬线刻度标记的对数-对数和半对数图

答案3

我假设你想改变字体一般来说当你在环境中时，将其改为无衬线字体tikzpicture，对吗？（否则看起来会很奇怪。）然后请找到一个解决方案，其中仅在环境内部更改字体，但不更改“正常”文本和数学内容。

并且请找到一种自动化的方法来创建ticklabels您所要求的，尽管这很不一致而且我不喜欢它。

有关详细信息，请查看代码中的注释。

% used PGFPlots v1.15
\documentclass[border=5pt,varwidth]{standalone}
% needed to execute stuff "automatically"
\usepackage{etoolbox}
    % change fonts to sans serif then `tikzpicture' environment is started
    \BeforeBeginEnvironment{tikzpicture}{
        \begingroup
            \changeFonts
    }
    % end scope (for font change)
    \AfterEndEnvironment{tikzpicture}{
        \endgroup
    }
\usepackage{sansmath}
    % create a command to switch fonts in `tikzpicture' environments to a
    % sans serif font
    \newcommand*\changeFonts{
        \sffamily\sansmath
    }
\usepackage{pgfplots}
    \pgfplotsset{
        compat=1.3,
        % change `log number format basis' so that all numbers below 10^3
        % are written in "fixed" number format and all others in "sci" number
        % format
        log number format basis/.code 2 args={
            \ifdim#2pt<3pt
                \pgfmathparse{10^(#2)}%
                $\pgfmathprintnumber{\pgfmathresult}$
            \else
                $10^{\pgfmathprintnumber{\pgfmathresult}}$
            \fi
        },
    }
\begin{document}
The following plot shows $f(x) = x^{1.5}$.\par

\begin{tikzpicture}
    \begin{loglogaxis}[
        xlabel=$x$-axis,
        ylabel=$y$-axis,
    ]
        \addplot [domain=1:1000, ultra thick, color=blue] {x^1.5};
    \end{loglogaxis}
\end{tikzpicture}
\end{document}

该图显示了上述代码的结果

答案4

作为进一步的跟进，当sans-serif unicode 数学字体可用时，我们可以使用fontspec和unicode-math更改绘图字体，如下例所示。当轴标签包含无衬线数学表达式（尤其是带有希腊字母的数学表达式）时，这种方法更容易。我采用了这两种字体，并将它们与 STIX Two 配对作为主要字体（不是理想的匹配，但说明了这一点）。

    \documentclass{article}
    \usepackage[svgnames,x11names]{xcolor}

    \usepackage{pgfplots} 
    \pgfplotsset{compat=1.15}

    \pgfplotsset{%
         width=0.9\textwidth,%
         height=0.6\textwidth,%
        every axis/.append style={thick},
        every minor tick/.append style={very thin,black},
        every minor grid/.append style={very thin, color=Snow4},
        every major tick/.append style={thin, black},
        every major grid/.append style={thin, color=Snow4},
        major tick length={1.2em},
        minor tick length={0.5em},
    }

    \usepackage{unicode-math}

    \setmainfont{STIX Two Text}
    \setmathfont[Scale=MatchUppercase, RawFeature = {-ss01, +ss02, +ss08}]{STIX Two Math}  

    \newfontfamily\GFS[Scale=MatchUppercase]{GFS Neohellenic}
    \newfontfamily\FiraGO[Scale=MatchUppercase, RawFeature = {+ss05,+ss06}]{FiraGo}

    \setmathfont[version = Fira, Scale=MatchUppercase]{Fira Math}
    \setmathfont[version = GFSMath, Scale=MatchUppercase]{GFS Neohellenic Math}

    \newcommand*{\Sphinx}{Sphinx of black quartz, judge my vow.}

    \begin{document}

    \Sphinx

    \vspace*{1em}

    {
    \mathversion{Fira}\FiraGO

    \begin{tikzpicture}
    \begin{loglogaxis}[
         xlabel= {Abscissa label, $\lambda(\beta)^2$ [units]}, 
         ylabel={Ordinate label, $gf_{\kern-0.05em u}(\pi)$ [units]},
    ]
     \addplot [domain=1:1000, ultra thick, color=blue] {x^1.5};
     \node[right, fill=white, rectangle, thin, draw] at (30,7) {FiraGO, Fira Math};
    \end{loglogaxis}
    \end{tikzpicture}

    \mathversion{normal}
    }

    \vspace*{1em}

    \Sphinx

    \[
    \frac{d\Gamma}{dt}  = \iint_{\symcal{S}}  \nabla p \times \nabla \left( \frac{1}{\rho}\right) \cdot d\symbf{A}
    \]

    \vspace*{1em}


    {
    \mathversion{GFSMath}\GFS
    \begin{tikzpicture}
    \begin{loglogaxis}[
         xlabel= {Abscissa label, $\lambda(\beta)^2$  [units]}, 
         ylabel={Ordinate label, $gf_{u}(\pi)$ [units]},
    ]
     \addplot [domain=1:1000, ultra thick, color=blue] {x^1.5};
     \node[right, fill=white, rectangle, thin, draw] at (30,7) {GFS Neohellenic};
    \end{loglogaxis}
    \end{tikzpicture}
    \mathversion{normal}
    }

    \Sphinx

    \end{document}

在此处输入图片描述

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