matplotlib 图例

介绍

在数据可视化中，图例（legend）是非常重要的一个元素。图例可以帮助读者理解图表中各个元素的含义，例如不同曲线或不同颜色代表的数据集。在matplotlib库中，我们可以通过一些简单的方法添加和定制图例。

本文将介绍matplotlib图例的基本用法，并给出一些示例代码帮助读者更好地理解和应用。

添加图例

在matplotlib库中，添加图例有两种常见的方式：通过label参数添加图例，以及通过legend函数手动添加图例。

通过label参数添加图例

在绘制图表时，我们可以在每个需要添加图例的元素上指定一个标签（label）。可以是曲线、散点、柱状图等，只要添加了label参数即可。

下面是一个简单的示例，展示了如何使用label参数添加图例：

import matplotlib.pyplot as plt

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y1 = [1, 4, 9, 16, 25]
y2 = [1, 2, 3, 4, 5]

plt.plot(x, y1, label='y = x^2')
plt.plot(x, y2, label='y = x')

plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.title('Example')

plt.legend()
plt.show()

运行上述代码，可以看到在图表右上角出现了一个图例。图例中显示了两条曲线对应的标签，即’y = x^2’和’y = x’。

通过legend函数手动添加图例

除了通过label参数添加图例外，我们还可以通过legend函数手动添加图例。legend函数可以接受一个包含标签的列表作为参数，并将其显示为图例。我们可以选择将图例放置在图表的不同位置。

下面是一个示例代码，演示了如何使用legend函数手动添加图例：

import matplotlib.pyplot as plt

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y1 = [1, 4, 9, 16, 25]
y2 = [1, 2, 3, 4, 5]

plt.plot(x, y1)
plt.plot(x, y2)

plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.title('Example')

plt.legend(['y = x^2', 'y = x'], loc='upper left')
plt.show()

上述代码中，我们在legend函数中传入了一个包含两个标签的列表，分别是’y = x^2’和’y = x’。通过loc参数，我们将图例放置在了图表的左上角。

图例的定制

在matplotlib中，我们还可以对图例进行一些定制，以满足特定的需求。以下是一些常见的图例定制方法：

修改图例位置

我们可以通过传递不同的loc参数值来修改图例的位置。常用的参数值包括’upper left’、’upper right’、’lower left’、’lower right’等。

import matplotlib.pyplot as plt

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y1 = [1, 4, 9, 16, 25]
y2 = [1, 2, 3, 4, 5]

plt.plot(x, y1, label='y = x^2')
plt.plot(x, y2, label='y = x')

plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.title('Example')

plt.legend(loc='center')  # 将图例放置在图表中间
plt.show()

上述代码中，我们使用了loc=’center’来将图例放置在图表的中央。

修改图例样式

我们可以通过修改图例的样式，使其更符合我们的需求。例如，我们可以修改图例的背景色、边框、透明度等。

import matplotlib.pyplot as plt

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [1, 2, 3, 4, 5]

plt.plot(x, y, label='y = x')

plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.title('Example')

legend = plt.legend()
legend.get_frame().set_facecolor('#00FF00')  # 设置图例的背景色为绿色
legend.get_frame().set_edgecolor('#FF0000')  # 设置图例的边框颜色为红色
legend.get_frame().set_alpha(0.5)  # 设置图例的透明度为0.5

plt.show()

上述代码中，我们使用了get_frame函数来获取图例对象，并通过调用其属性来修改图例的样式。这里我们将图例的背景色设为绿色，边框颜色设为红色，透明度设为0.5。

隐藏图例

有时候，我们可能需要隐藏图例。我们可以通过传递参数label=”或者调用legend函数并将参数设置为None来实现隐藏图例的效果。

import matplotlib.pyplot as plt

x = [1, 2, 3, 4, 5]
y = [1, 2, 3, 4, 5]

plt.plot(x, y, label='y = x')

plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.title('Example')

# 隐藏图例的方法1
plt.plot([], [], label='', visible=False)

# 隐藏图例的方法2
plt.legend().set_visible(False)

plt.show()