Matplotlib 在图例中不显示误差线

在许多科学绘图中，显示误差线是至关重要的。Matplotlib提供了一个方便的方法来显示误差线，但如果误差线也出现在图例中，则会变得混乱和难看。本文将介绍如何让Matplotlib不显示误差线在图例中。

创建一个带有误差线的图表

首先让我们创建一个简单的带有误差线的图表，以便在以后演示如何不显示误差线。以下是一个随机生成数据的示例。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
y = np.array([1, 3, 2, 4, 5])
y_err = np.array([0.2, 0.4, 0.3, 0.1, 0.4])

plt.errorbar(x, y, yerr=y_err, linestyle="None", marker="o")
plt.show()

正如您所看到的，上图中的误差线出现在图例中，这可能会导致混淆和不必要的迷惑。

不显示误差线在图例中

为了不在图例中显示误差线，我们需要使用Matplotlib的LegendHandler类。该类提供了一个可自定义图例处理程序的框架，可以处理Matplotlib中的各种线型和标记。

以下是如何不显示误差线在图例中的代码示例：

import numpy as np
from matplotlib.lines import Line2D
from matplotlib.legend_handler import HandlerLine2D
import matplotlib.pyplot as plt

# 定义一个名为NoErrorbarHandler的类，用于从图例中排除误差线
class NoErrorbarHandler(HandlerLine2D):
    def get_legend_handles(self, legend, orig_handle, xdescent, ydescent, width, height, fontsize):
        hdls = HandlerLine2D.get_legend_handles(self, legend, orig_handle, xdescent, ydescent, width, height, fontsize)
        _hdls = []
        for hdl in hdls:
            seg = hdl
            xdata = seg.get_xdata()
            ydata = seg.get_ydata()
            # 如果线对象有误差线，则删除误差线对象
            if len(xdata) > 2:
                from copy import deepcopy
                seg = deepcopy(seg)
                seg.set_ydata(seg.get_ydata()[0:2])
            _hdls.append(seg)
        return _hdls

x = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
y = np.array([1, 3, 2, 4, 5])
y_err = np.array([0.2, 0.4, 0.3, 0.1, 0.4])

# 使用上面定义的NoErrorbarHandler处理程序，创建一个自定义的图例处理程序对象
no_errorbar_handler = NoErrorbarHandler()

# 创建带有误差线和自定义处理程序的图表
fig, ax = plt.subplots()
ax.errorbar(x, y, yerr=y_err, linestyle="None", marker="o", label="Data with errorbars")

# 添加一个额外的线为了演示不显示误差线
ax.plot(x, y, linestyle="dashed", label="Data without errorbars")

# 对每个线对象应用我们的自定义处理程序对象
handles, labels = ax.get_legend_handles_labels()
handles = [h[0] if isinstance(h, tuple) else h for h in handles]
handles = [no_errorbar_handler.legend_artist(self, hv) for hv in handles]

# 创建带有自定义处理程序的图例
ax.legend(handles, labels)
plt.show()

在这个新图表中，我们成功不显示误差线在图例中。这是通过定义一个名为NoErrorbarHandler的类来实现的，该类继承了HandlerLine2D类并覆盖了get_legend_handles方法。在这个方法中，我们首先使用父类HandlerLine2D的方法获取所有线的处理程序对象。随后，我们对每个线对象进行检查，如果它具有误差线，则我们将删除误差线的部分。

最后，我们将所有线对象传递给NoErrorbarHandler处理程序对象的legend_artist方法。此方法将返回一个新的线对象，其中不包含误差线。最后，我们使用新的处理程序对象创建一个自定义图例。