Jupyter Lab 3中用Matplotlib实现不清理输出的动态实时绘图

核心配置（解决%matplotlib widget模式不实时渲染的问题） #

替换魔术命令后，绘图仅在循环全部结束才显示的核心原因是ipympl的前端扩展未完成匹配安装，完整配置步骤如下：

• 安装适配当前Jupyter Lab版本的ipympl库：pip install ipympl
• 安装对应版本的前端扩展：jupyter labextension install @jupyter-widgets/jupyterlab-manager ipympl
• 完全停止当前运行的Jupyter Lab服务进程，重新启动服务（仅刷新页面无法加载扩展更新）

可直接运行的实现代码 #

配置完成后，不需要执行任何清空输出的操作，即可实现逐帧更新绘图、同时保留tqdm进度条等其他输出内容的效果，逻辑和原Jupyter Notebook中的动态绘图方案完全兼容，仅替换绘图后端的魔术命令：

%matplotlib widget

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import time
from tqdm.notebook import tqdm

def pltsin(ax, colors=['b']):
    x = np.linspace(0,1,100)
    if ax.lines:
        for line in ax.lines:
            line.set_xdata(x)
            y = np.random.random(size=(100,1))
            line.set_ydata(y)
    else:
        for color in colors:
            y = np.random.random(size=(100,1))
            ax.plot(x, y, color)
    # 仅触发当前画布的重绘，不影响其他输出区域
    fig.canvas.draw()

fig,ax = plt.subplots(1,1)
ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')
ax.set_xlim(0,1)
ax.set_ylim(0,1)

# 循环内同步运行tqdm进度条，验证输出不会被清空
for f in tqdm(range(5)):
    pltsin(ax, ['b', 'r'])
    time.sleep(1)

关键注意点 #

• 实现过程中禁止调用IPython.display.clear_output()，这类操作会清空整个单元格的所有输出内容，无法满足保留其他输出的需求
• 若仍出现绘图延迟到循环结束才显示的问题，可运行matplotlib.get_backend()确认当前后端是否为module://ipympl.backend_nbagg，返回值不符说明后端未加载成功，可检查ipympl与Lab扩展的版本匹配性，完成匹配后重启服务重试
• 这套实现的绘图更新是增量触发的，tqdm进度条、print文本、表格等其他输出内容都会正常保留在原位置，不会被绘图更新操作覆盖或清除

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Hyperplane