问题：plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] 设置无效怎么办？

Question

在使用 Matplotlib 绘图时，常通过 `plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']` 设置中文字体以正常显示中文标签。但有时该设置无效，导致图表中的中文显示为方块或乱码。常见原因包括：系统中未正确安装 SimHei 字体、Matplotlib 缓存未更新、或字体名称拼写错误。此外，部分环境下（如虚拟环境）可能未继承系统字体配置。解决方法包括：确认字体存在、清除缓存重新启动内核、使用 `matplotlib.font_manager` 显式加载字体，或指定字体文件路径。排查这些因素可有效解决字体设置失效问题。

Answer 1

1. Matplotlib 中文显示问题的常见现象

在使用 Matplotlib 绘图时，开发者常通过如下代码设置中文字体以支持中文标签：

import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 解决负号显示为方块的问题

然而，有时该设置无效，导致图表中的中文显示为方块或乱码。

2. 常见原因分析

• 系统未安装 SimHei 字体：某些操作系统（如 Linux）默认不包含 Windows 字体如 SimHei。
• 字体名称拼写错误：例如误写成 'SimHei' 以外的形式，如 'Simhei' 或 '黑体'。
• Matplotlib 缓存未更新：即使修改了配置，旧缓存可能导致设置未生效。
• 虚拟环境隔离：部分虚拟环境中无法继承系统的字体路径。

3. 排查与验证步骤

1. 检查当前可用字体：from matplotlib.font_manager import fontManager; print([f.name for f in fontManager.ttflist])
2. 确认 SimHei 是否出现在列表中。
3. 若无，则需手动加载字体文件。
4. 清除缓存并重启内核：rm -rf ~/.cache/matplotlib

4. 解决方案详解

4.1 显式加载字体文件

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

# 加载本地 SimHei 字体文件（Windows 下路径）
path = "C:/Windows/Fonts/simhei.ttf"
my_font = fm.FontProperties(fname=path)
plt.plot([1, 2, 3], [1, 4, 9], label="示例曲线")
plt.title("测试标题", fontproperties=my_font)
plt.legend(prop=my_font)
plt.show()

4.2 配置全局字体路径（Linux 环境）

将字体文件复制至 Matplotlib 的字体目录，并更新缓存：

cp simhei.ttf ~/.matplotlib/fonts/ttf/
rm -rf ~/.cache/matplotlib

5. 多平台适配建议

平台	推荐字体	字体路径示例
Windows	SimHei	C:\Windows\Fonts\simhei.ttf
macOS	PingFang SC / Arial Unicode MS	/System/Library/Fonts/PingFang.ttc
Linux	Noto Sans CJK / WenQuanYi Zen Hei	/usr/share/fonts/truetype/noto/NotoSansCJK-Regular.ttc

6. 进阶调试流程图

graph TD
A[开始] --> B{是否已设置字体?}
B -- 否 --> C[尝试设置 plt.rcParams]
B -- 是 --> D{字体是否有效?}
D -- 否 --> E[检查字体是否存在]
E --> F{是否找到 SimHei?}
F -- 否 --> G[手动加载字体文件]
F -- 是 --> H[清除缓存后重试]
G --> H
H --> I[成功显示中文]