18. Matplotlib库基础

# ⚠️ 平台原始代码 - 请原样输入至教学平台（注释除外），平台才会判定答案正确
# 注：numpy_financial包本地未安装，但平台已经内置
import matplotlib.pyplot as plt  # 导入Matplotlib绑图库
plt.rcParams['font.family'] = 'SimHei'  # 设置Matplotlib全局参数
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 设置Matplotlib全局参数
import numpy_financial as npf  # 导入NumPy数值计算库
import numpy as np  # 导入NumPy数值计算库
r=0.05 # 贷款的年利率
n=30 # 贷款的年数
principle=8e6  # 设置期数/数量为8000000
pay_month=npf.ppmt(rate=r/12,per=n*12,nper=n*12,pv=principle,fv=0,when='end') #计算每月支付的本息之和
print('每月的偿还的金额',round(pay_month,2))  # 输出每月的偿还的金额
T_list=np.arange(n*12)+1 #生成一个包含每次还款期限的数组
# 计算每期应还的本金部分
prin_month=npf.ppmt(rate=r/12,per=T_list,nper=n*12,pv=principle,fv=0,when='end')
# 计算每期应还的利息部分
inte_month=npf.ipmt(rate=r/12,per=T_list,nper=n*12,pv=principle,fv=0,when='end')
pay_month_list=pay_month*np.ones_like(prin_month)  # 生成与prin_month等长的每月总还款额数组
fig=plt.figure(figsize=(9,6))  # 创建图形画布
ax=fig.add_subplot(111)  # 添加单个子图占据整个画布
ax.plot(T_list,-pay_month_list,'r-',label=u'每月偿还金额')  # 在子图上绑制曲线
ax.plot(T_list,-prin_month,'m--',label=u'每月偿还本金金额')  # 在子图上绑制曲线
ax.plot(T_list,-inte_month,'b--',label=u'每月偿还利息金额')  # 在子图上绑制曲线
ax.set_xlabel(u'逐次偿还的期限（月）',fontsize=14)  # 设置X轴标签
ax.set_ylabel(u'金额',fontsize=14)  # 设置Y轴标签
ax.legend()  # 设置图例
plt.savefig("1.png")  # 保存图形至文件

# ==================== 导入必要的库 ====================
import matplotlib.pyplot as plt  # Matplotlib的pyplot模块
import numpy as np  # NumPy数值计算库

# ==================== 按揭贷款参数 ====================
# principal：贷款本金（100万元）
principal = 1000000
# rate：年利率（4.9%，典型商业贷款利率）
rate = 0.049
# years：贷款期限（30年）
years = 30

# ==================== 计算月供（等额本息） ====================
# monthly_rate：月利率 = 年利率 / 12
monthly_rate = rate / 12
# n_months：总月数 = 年数 * 12
n_months = years * 12
# 等额本息月供公式：M = P * [r(1+r)^n] / [(1+r)^n - 1]
monthly_payment = principal * (monthly_rate * (1 + monthly_rate)**n_months) / ((1 + monthly_rate)**n_months - 1)

print(f'月供: {monthly_payment:.2f}元')
print(f'总还款: {monthly_payment * n_months:.2f}元')
print(f'总利息: {monthly_payment * n_months - principal:.2f}元')

# ==================== 逐年计算本金和利息 ====================
years_array = np.arange(1, years + 1)
balance = principal  # 剩余本金
interest_paid = []   # 每年支付的利息
principal_paid = []  # 每年偿还的本金

for year in years_array:
    annual_interest = 0   # 当年累计利息
    annual_principal = 0  # 当年累计本金
    for _ in range(12):
        # 当月利息 = 剩余本金 × 月利率
        interest = balance * monthly_rate
        # 当月本金 = 月供 - 当月利息
        principal_part = monthly_payment - interest
        balance -= principal_part
        annual_interest += interest
        annual_principal += principal_part
    interest_paid.append(annual_interest)
    principal_paid.append(annual_principal)