# matplotlib+LaTeX+Anaconda

## Outline

爲了早日擺脫matlab，做出這份tortoise供學習
1. 一個乾净的windows
2. anaconda 個人版安裝
3. MikTex安裝
4. VSCode安裝與設定
5. matplotlib使用
6. drawio與adobe arcobat pro

### 2. Anaconda 安裝與環境管理

1. 下載exe https://www.anaconda.com/products/individual
2. 下一步，這邊選擇第二項
3. 在彈出窗口繼續安裝，下一步直到這個畫面，勾上這個選項
4. 等待安裝完成
5. 打開開始菜單，輸入cmd→enter，再輸入conda，得到如圖畫面安裝成功
6. 附上一些常用環境管理指令
- 导出：conda env export > environment.yaml
- 指定环境导出：conda env export --name {环境名称} > environment.yaml
- 载入：conda env create -f environment.yaml
- 安装pip版本：conda install --yes --file requirements.txt

- 创建环境，指定python版本：conda create -n $NAME_OF_ENV python=3.6
- 查看环境列表：conda env list
- 激活环境：conda activate $ENV_NAME
- 退出环境：conda deactivate
- 删除环境：conda env remove -n $ENV_NAME

- 管理扩展包
- conda install package_name
- conda remove package_name
- conda update package_name
- conda update conda
- conda list

### 3. MikTeX
1. 下載安裝包 https://miktex.org/download
2. 下一步，這裏選擇第二項
3. 下一步，install missing packages選擇yes
4. 安裝完成后，仍然開啓cmd，輸入pdflatex，顯示如下畫面則安裝成功
5. miktex console
當編譯paper時出現xxx package not found時，使用這個console可以安裝額外的package
必須切換到管理員模式
在package界面，搜尋需要的package再點擊+號即可安裝

### 4.VSCode
1. 安裝 https://code.visualstudio.com/
2. 下面四個全部勾上方便使用
3. 切換到extension界面，安裝基本的插件
4. 搜尋extension latex workshop，安裝
5. 進入vscode，點擊左下角齒輪進入設定，輸入latex搜尋
點擊edit in settings.json
複製入以下設定

        "latex-workshop.view.pdf.viewer": "tab",
        "latex-workshop.intellisense.bibtexJSON.replace": {

        },
        "latex-workshop.latex.recipes": [

            // {
            //     "name": "xelatex -> bibtex -> xelatex*2",
            //     "tools":[
            //         "xelatex", 
            //         "bibtex", 
            //         "xelatex", 
            //         "xelatex"
            //     ]
            // },
            {
                "name": "pdflatex ➞ bibtex ➞ pdflatex × 2",
                "tools": [
                    "pdflatex",
                    "bibtex",
                    "pdflatex",
                    "pdflatex"
                ]
            },
            {
                "name": "latexmk 🔃",
                "tools": [
                    "latexmk"
                ]
            },
            {
                "name": "latexmk (latexmkrc)",
                "tools": [
                    "latexmk_rconly"
                ]
            },
            {
                "name": "latexmk (lualatex)",
                "tools": [
                    "lualatexmk"
                ]
            },
            {
                "name": "Compile Rnw files",
                "tools": [
                    "rnw2tex",
                    "latexmk"
                ]
            },
            {
                "name": "Compile Jnw files",
                "tools": [
                    "jnw2tex",
                    "latexmk"
                ]
            },
            {
                "name": "tectonic",
                "tools": [
                    "tectonic"
                ]
            }
            ]

注意json語法
6. 關閉所有vscode窗口，重新打開一個tex文件，切換到tex頁面，可以看到首選compiler已經變成pdflatex bibtex 兩次pdflatex則設定成功
在tex文件中按下ctrl+s即可保存並自動編譯，參考左下角build過程，最後出現一個勾則build成功，會在tex目錄下看到同名pdf文件
7. 附上一個範例tex測試包，編譯成功則表明安裝成功
https://drive.google.com/file/d/1p57ZQLgk3JMv9hnl6FNnDqEkml1SkgV-/view?usp=sharing
main tex在 acmart-primary/acmart-primary/samples/sample-sigconf.tex

### 5. matplotlib安裝與使用
1. 先使用anaconda安裝一些package，注意，需要使用管理員模式啓動cmd

    conda install matplotlib
    conda install pandas
    conda install numpy

2. matplotlib本身是一個有限狀態機，批量畫圖一般使用如下形式，盡量使用jupyter notebook進行操作

    畫圖function
    設定格式function
    畫圖function
    設定格式function
    ......

3. 參考matlab老師的需求，先附上基本的設定code

def public_setup(filename="xxx.eps"):
    csfont = {'family':'serif', 'serif': 'Times' , 'size' : 20}
    matplotlib.rc('text', usetex=True)
    matplotlib.rc('font', **csfont)
    matplotlib.rc('svg', fonttype='none')
    matplotlib.rc('axes', linewidth=1)
    plt.rcParams['figure.constrained_layout.use'] = False # 設定字體，字形，無需修改
    
    ax = plt.gca()
    ax.set_position([0.65, 0.65, 4.6, 3.125]) # 設定axes基本位置屬性，無需修改
    plt.tick_params(direction='out') # 設定tick標識方向，無需修改
    lgd = plt.legend(bbox_to_anchor=(1,02, 0.4), loc=1, fancybox=False, labelspacing=0.05, handletextpad=0.5, borderpad=0.25, title="", framealpha=1, ncol=1, columnspacing=0.2, fontsize=16) 
    # 設定legend，即圖例，參數依次為
    # bbox_to_anchor: tuple，決定legend的位置，可根據不同圖例内容設定
    # loc：int或str，圖例位置參考點，無需修改
    # fancybox，labelspacing，handletextpad，borderpad 均無需修改
    # title：legend標題，一般留空
    # framealpha：圖例透明度，一般無需修改
    # ncol：圖例column數量，如果有三個legend，設為3表示橫置，默認1為單一column x 3 row
    # columnspacing 無需調整
    # fontsize 圖例字體大小，根據需要自行決定
    # 其他參數一般無需修改
    
    frame = lgd.get_frame()
    frame.set_edgecolor('black') # 設定legend邊框顔色，無需修改
    #frame.set_linewidth(1) 
    plt.xticks(rotation=0) # 設定x標簽label旋轉角度，一般為0，若字太大可以設定45度
    #ax.get_legend().remove() # 不需要legend時取消注解可以移除legend
    ax.tick_params(axis='x', which='major', labelsize=16) # 設定x軸主要標簽字體大小

    plt.xlabel("x") # 設定x軸名稱
    plt.ylabel("y") # 設定y軸名稱
    plt.ylim(0,100) # 設定y軸範圍
    miloc = plt.MultipleLocator(5) # 生成副刻度，這邊取5 (主刻度為10)
    ax.yaxis.set_minor_locator(miloc) # 給y軸啓用副刻度
    ax.set_axisbelow(True) 
    plt.grid(axis='y',which="both") # 給主副刻度啓用網格
    
    fig = plt.gcf() # 獲取當前畫布
    fig.set_size_inches(5.5, 4.05) # 設定圖大小，一般無需改動，需要更大畫布時設定
    fig.subplots_adjust(left=0.25, bottom=0.25)#, right=4.6, top=3.125) # 無需改動
    #fig.set_tight_layout(True)
    plt.savefig(filename, bbox_inches="tight", bbox_extra_artists=(lgd,)) # 以緊密方式保存圖片，去除白邊；一般情況下使用eps保存圖片，即可放入paper，如果eps生成的圖不正常可以使用pdf為結尾保存，再導出到eps即可
    plt.show() # 在jupyter notebook中展示圖片
    plt.close() # 關閉這張圖的寫入流，最好加這行避免一些bug

4. 附上一張axis，axes，figure的簡單介紹圖

ax = plt.gca()
fig = plt.gcf()

5. 範例圖片
注意，在第一次啓動jupyter kernel時，如果畫圖出現字體跑掉的情況，再crtl+enter畫一次即可
圖片均可以使用latex語法($)設定數學公式，但是需要注意一些衝突

        'FedAvg$^{\rm HPE}$, $\alpha=0.3$'
        r'FedAvg$^{\rm HPE}$, $\alpha=0.3$'
        r'FedAvg$^{\\rm HPE}$, $\\alpha=0.3$'

第一行rm不會起作用，因爲python會首先把\r當作一個字處理掉
第二行可以正常work，但是如果第二行的str作爲regular expression的替換str，則需要第三行才可正常work，因爲re也會把反斜綫吃掉
名稱盡量不要使用底綫_，會被當作下標
百分號前面需要加反斜綫\%，否則latex會當作注解


6. 範例data與jupyter code
https://drive.google.com/file/d/1y9UbmEj_w4cvurYNID5rB1Jlsn9eD1Mo/view?usp=sharing
成功執行看到圖片即可，第一次啓動jupyter kernel需要執行兩次字體才會正常，并且畫圖時間比較久

7. 由於seaborn為matplotlib高級封裝，這些設定也支持seaborn

### 6. drawio & adobe arcobat pro

1. 下載 https://draw-io.en.softonic.com/
2. 繪圖完成后，把需要輸出的形狀框起來，選擇導出pdf
勾選這兩項
3. 當需要在框中輸入文字時，請取消勾選格式化文本這一項

4. 綠色版reader
https://drive.google.com/file/d/1bnmUzcyJKXku9zE8SuRfS5r_Fnyy2IfP/view?usp=sharing
防河蟹解壓密碼：www.downza.cn
運行steup.exe一路下一步安裝即可

5. 對於drawio生成的eps，使用adobe reader開啓，如圖操作即可轉爲eps