WSL环境下无法运行Matplotlib绘图代码的问题求助

在VS Code中使用WSL:Ubuntu-18.04和Python3，运行以下Matplotlib绘图代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# Data for plotting
t = np.arange(0.0, 2.0, 0.01)
s = 1 + np.sin(2 * np.pi * t)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(t, s)

ax.set(xlabel='time (s)', ylabel='voltage (mV)',
       title='About as simple as it gets, folks')
ax.grid()

fig.savefig("test.png") 
plt.show()

出现报错：

Traceback (most recent call last):
  File "/home/megamero/Codes/Python/Tkinter/matplot.py", line 8, in <module>
    fig, ax = plt.subplots()
  File "/usr/lib/python3/dist-packages/matplotlib/pyplot.py", line 1176, in subplots
    fig = figure(**fig_kw)
  File "/usr/lib/python3/dist-packages/matplotlib/pyplot.py", line 539, in figure
    **kwargs)
  File "/usr/lib/python3/dist-packages/matplotlib/backend_bases.py", line 171, in new_figure_manager
    return cls.new_figure_manager_given_figure(num, fig)
  File "/usr/lib/python3/dist-packages/matplotlib/backends/backend_tkagg.py", line 1049, in new_figure_manager_given_figure
    window = Tk.Tk(className="matplotlib")
  File "/usr/lib/python3.6/tkinter/__init__.py", line 2023, in __init__
    self.tk = _tkinter.create(screenName, baseName, className, interactive, wantobjects, useTk, sync, use)
_tkinter.TclError: no display name and no $DISPLAY environment variable

此前尝试结合Matplotlib与Tkinter时，导入from matplotlib.backends.backend_tkagg import NavigationToolbar2Tk出现ImportError: cannot import name 'NavigationToolbar2Tk'错误，后续用matplotlib.use("TkAgg")修改配置未解决，现在基础绘图也无法运行。

一、解决$DISPLAY环境变量缺失问题（核心） #

WSL默认无图形界面，Matplotlib调用plt.show()需要转发图形到Windows显示服务：

• 安装Windows端X服务器（如VcXsrv），启动时勾选Disable access control避免权限问题。
• 在WSL中配置DISPLAY变量：
  • 临时生效：终端执行export DISPLAY=$(cat /etc/resolv.conf | grep nameserver | awk '{print $2}'):0
  • 永久生效：编辑~/.bashrc（或~/.zshrc，依使用的shell而定），添加上述命令，再执行source ~/.bashrc使配置生效。

二、修复NavigationToolbar2Tk导入错误 #

Ubuntu 18.04自带的Matplotlib版本较低（约2.2.x），存在API路径差异：

• 替换导入语句：改为from matplotlib.backends.backend_tkagg import NavigationToolbar2TkAgg as NavigationToolbar2Tk
• 升级Matplotlib（推荐）：执行sudo pip3 install --upgrade matplotlib升级到3.x版本，之后可正常使用原导入语句。

三、临时绕过GUI显示（仅保存图片场景） #

若只需保存图片无需显示，可将Matplotlib后端设为非交互式：
在代码开头添加：

import matplotlib
matplotlib.use('Agg')

此配置会忽略plt.show()，仅执行fig.savefig("test.png")，适合无图形界面需求的场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者neil_huygens