matplotlibで日本語を使おうとすると、デフォルトのままでは文字化けしてしまいます。
そこで文字化けしないようにするための設定を紹介します。

お困りごと

Jupyter Notebook上で以下のような処理を実行したときに
グラフのラベルが上手く表示されない。

from numpy.random import *
from matplotlib import pyplot as plt
%matplotlib inline

# 乱数生成
rand_nums = randn(100)

# ヒストグラム表示
plt.hist(rand_nums)
plt.xlabel("X軸と表示したい")
plt.ylabel("Y軸と表示したい")

実行結果

環境

MacOS、Python 3.6(Anaconda)、Jupyter Notebookがインストールされている環境。

準備

以下のサイトからIPAexGothicフォントをダウンロードし、matplotlibで使えるようにします。
https://ipafont.ipa.go.jp/node17
※以下参考までにコマンドを書いてますが、Finder等使ってもらっても可です。
※また、フォントはこの記事の執筆時の最新であるipaexg00301で動かしていますが、ipaexg00401など、他のバージョンでも大差ないと思います。

1. ipaexg00301.zipをダウンロードする。

2. ダウンロードしたzipファイルを展開し、中にあるipaexg.ttfを
   ~/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/matplotlib/mpl-data/fonts/ttf
   へ配置する。

unzip ~/Downloads/ipaexg00301.zip
mv ~/Downloads/ipaexg00301/ipaexg.ttf ~/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/matplotlib/mpl-data/fonts/ttf

3. ~/.matplotlib内のfontList.py3k.cacheを削除する。
 （また、ここでJupyterを起動している場合は再起動する。）

   ```shell
rm -f ~/.matplotlib/fontList.py3k.cache 

方法① 実行時に設定する

先程の処理に一行追加する。

from numpy.random import *
from matplotlib import pyplot as plt
%matplotlib inline

# 乱数生成
rand_nums = randn(100)

# 追加部分 フォントを指定する。
plt.rcParams["font.family"] = "IPAexGothic"

# ヒストグラム表示
plt.hist(rand_nums)
plt.xlabel("X軸と表示したい")
plt.ylabel("Y軸と表示したい")

実行結果

ただ、こちらの場合はファイルを作成する度に記述する必要があるので、
次に紹介する方法の方が汎用的だと思います。

方法② 設定ファイルを修正する

~/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/matplotlib/mpl-data/matplotlibrcの記述を修正します。

vi ~/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/matplotlib/mpl-data/matplotlibrc

196行目辺りにfont.familyの記述があるので
以下のようにsans-serifの行をコメントアウトし、IPAexGothicの行を追加する。

#font.family         : sans-serif
font.family         : IPAexGothic

Jupyterを再起動し、冒頭の処理を実行する。

実行結果

まとめ

日本語を使う可能性があるのであれば、とりあえず②の方法で日本語化しておくと良いのではないでしょうか。