Matplotlib legend

介绍

Matplotlib是一个功能强大的Python数据可视化库，它提供了丰富的绘图功能和灵活的选项。图例是Matplotlib绘图中十分重要的一部分，它能够帮助我们理解图表中所包含的数据信息。本文将详细讲解Matplotlib图例的相关内容。

什么是图例

在数据可视化中，图例是指用于解释、标识图表元素的一个小矩形区域。图例通常位于图表的一角，并通过和图表元素关联的颜色或图案来表示不同的数据系列。通过图例，我们可以了解到图表中不同曲线、标记或颜色与数据的对应关系。

例如，在一张折线图中，图例可以显示每条折线所代表的数据系列，使得观察者可以直观地知道每条曲线所表示的意义。

原理

Matplotlib中的图例实际上是由Legend对象构成的。Legend对象是图例的容器，它包含了绘图中需要显示的图例内容。

在Matplotlib中，Legend对象可以通过plt.legend()中的关键字参数自定义设置。我们可以通过设置loc参数来指定图例的位置，设置title参数来给图例添加标题，设置bbox_to_anchor参数来调整图例的位置，以适应不同的需求。

创建简单图例

首先让我们看一个简单的例子，来创建一个简单的图例。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.arange(0, 10, 0.1)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)

plt.plot(x, y1, label='sin(x)')
plt.plot(x, y2, label='cos(x)')

plt.legend()
plt.show()

运行以上代码，将会得到一张包含两个曲线的图表，并且有对应的图例。图例将会显示在图表的右上角，默认颜色和线型与曲线相同。

如果我们不想要图例中的某个曲线，可以使用label参数来设定曲线的标签，并在plt.legend()中设置handles参数来指定显示哪些曲线的图例。

plt.plot(x, y1, label='sin(x)')
plt.plot(x, y2, label='cos(x)')

plt.legend(handles=[plt.gca().lines[0]])

plt.show()

在上述代码中，我们通过设置handles参数为[plt.gca().lines[0]]，来指定只显示第一条曲线的图例。

图例位置

Matplotlib提供了多种图例位置供选择，通过在plt.legend()中设置loc参数来指定图例的位置。

以下是常见的图例位置：

• 'best'：自动选择最合适的位置。
• 'upper right'：在图表的右上角。
• 'upper left'：在图表的左上角。
• 'lower right'：在图表的右下角。
• 'lower left'：在图表的左下角。
• 'right'：在图表的右侧。
• 'center left'：在图表的左侧中间位置。
• 'center right'：在图表的右侧中间位置。
• 'lower center'：在图表的下方中间位置。
• 'upper center'：在图表的上方中间位置。
• 'center'：在图表的正中间。

下面的代码展示了如何设置图例位置为 'lower right'：

plt.plot(x, y1, label='sin(x)')
plt.plot(x, y2, label='cos(x)')

plt.legend(loc='lower right')

plt.show()

你可以通过调整loc参数的值，来获得你所期望的图例位置。

调整图例的边框

默认情况下，图例是带有边框的。我们可以通过设置frameon参数为False来取消图例的边框。

plt.plot(x, y1, label='sin(x)')
plt.plot(x, y2, label='cos(x)')

plt.legend(frameon=False)

plt.show()

图例标题

Matplotlib允许我们为图例添加一个标题，以帮助更好地阐述图例的含义。通过在plt.legend()中设置title参数来实现。

plt.plot(x, y1, label='sin(x)')
plt.plot(x, y2, label='cos(x)')

plt.legend(title='Trigonometric Functions')

plt.show()

在以上代码中，我们设置了图例的标题为 'Trigonometric Functions'。

调整图例尺寸

图例的尺寸默认是根据图例中的内容自动调整的，但是我们也可以通过设置bbox_to_anchor参数来手动调整图例的尺寸和位置。

plt.plot(x, y1, label='sin(x)')
plt.plot(x, y2, label='cos(x)')

plt.legend(bbox_to_anchor=(1.2, 1))

plt.show()

在以上代码中，我们设置了图例的bbox_to_anchor参数为bbox_to_anchor=(1.2, 1)，表示图例位于图表的右上方。

多列图例

当图例的标签太多或太长而无法在一行中显示时，Matplotlib提供了多列图例来解决这个问题。

plt.plot(x, y1, label='sin(x)')
plt.plot(x, y2, label='cos(x)')

plt.legend(ncol=2)

plt.show()

在以上代码中，我们通过设置ncol参数为2，将图例分为两列显示。

总结

本文介绍了Matplotlib中图例的相关内容。我们通过示例代码演示了创建简单图例、调整图例位置、调整图例边框、添加图例标题、手动调整图例尺寸以及使用多列图例的方法。这些功能可以帮助我们更好地理解和解读绘图中的数据信息。