Matplotlib的PGF后端使用pdflatex/lualatex时出现输入栈容量超限错误

核心问题定位 #

报错中pdftex.def找不到和输入栈溢出，主要由以下原因导致：

• TeX Live版本过旧：你使用的TeX Live 2013距今超过10年，很多基础包（如包含pdftex.def的graphicx）可能缺失或与Matplotlib 3.5.1不兼容，旧版本TeX对新LaTeX语法和包的支持不足。
• 配置冲突：utf8x是已废弃的编码包，会与现代TeX环境产生加载冲突；针对lualatex时错误加载了仅适用于pdftex的inputenc和fontenc包，引发栈溢出。
• 保存流程问题：直接保存为PDF时，PGF后端的TeX编译流程因配置错误卡住，触发连锁报错。

解决方案 #

1. 升级TeX Live环境（优先推荐） #

直接将TeX Live升级到2020及以后的版本，新版本默认包含pdftex.def等基础文件，且与Matplotlib 3.5.1兼容性更好，能彻底解决大部分版本匹配问题。

2. 调整Matplotlib配置 #

根据使用的TeX引擎修改pgf.preamble：

• 使用pdflatex时：
  替换过时的utf8x为标准utf8（新版pdflatex可直接省略inputenc）：

  import matplotlib.pyplot as plt
  plt.rcParams.update({
      "pgf.texsystem": "pdflatex",
      "pgf.preamble": "\n".join([
           # r"\usepackage[utf8]{inputenc}",  # 新版pdflatex可删除该行
           r"\usepackage[T1]{fontenc}",
           r"\usepackage{cmbright}",
      ]),
  })
  

• 使用lualatex时：
  移除inputenc和fontenc，改用fontspec配置字体：

  import matplotlib.pyplot as plt
  plt.rcParams.update({
      "pgf.texsystem": "lualatex",
      "pgf.preamble": "\n".join([
           r"\usepackage{fontspec}",
           r"\setmainfont{CMU Bright}",
           r"\usepackage{cmbright}",
      ]),
  })
  

3. 优化保存方式 #

推荐先保存为.pgf格式，再嵌入到LaTeX文档中，避免直接编译PDF的潜在问题：

# 保存为PGF格式（适合LaTeX嵌入）
fig.savefig('/user/home/test.pgf', backend='pgf')
# 若需直接保存PDF，确保后端指定正确
plt.savefig('/user/home/test.pdf', backend='pgf')

4. 临时修复（无法升级TeX时） #

如果暂时无法升级TeX Live，通过TeX Live Manager安装graphicx包，确保pdftex.def文件存在并被TeX环境识别；同时删除utf8x相关配置，避免冲突。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者PeterW