如何将图例排除在情节之外

Question

我在一个图中制作了一系列 20 个图（不是子图）。 我希望图例在框外。 同时，我不想改变轴，因为图形的大小变小了。 请帮助我解决以下问题：

1. 我想将图例框保留在绘图区域之外。 （我希望图例位于情节区域的右侧）。
2. 无论如何，我是否减小了图例框内文本的字体大小，以便图例框的大小变小。

Answer 1

有很多方法可以做你想做的事。 要添加@inalis 和@Navi 已经说过的内容，您可以使用bbox_to_anchor关键字参数将图例部分放置在轴之外和/或减小字体大小。

在考虑减小字体大小（这会使阅读变得非常困难）之前，请尝试将图例放置在不同的位置：

因此，让我们从一个通用示例开始：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.arange(10)

fig = plt.figure()
ax = plt.subplot(111)

for i in xrange(5):
    ax.plot(x, i * x, label='$y = %ix$' % i)

ax.legend()

plt.show()

如果我们做同样的事情，但使用bbox_to_anchor关键字参数，我们可以将图例稍微移动到轴边界之外：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.arange(10)

fig = plt.figure()
ax = plt.subplot(111)

for i in xrange(5):
    ax.plot(x, i * x, label='$y = %ix$' % i)
 
ax.legend(bbox_to_anchor=(1.1, 1.05))

plt.show()

同样，使图例更加水平和/或将其放在图的顶部（我还打开了圆角和简单的投影）：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.arange(10)

fig = plt.figure()
ax = plt.subplot(111)

for i in xrange(5):
    line, = ax.plot(x, i * x, label='$y = %ix$'%i)

ax.legend(loc='upper center', bbox_to_anchor=(0.5, 1.05),
          ncol=3, fancybox=True, shadow=True)
plt.show()

或者，缩小当前绘图的宽度，并将图例完全放在图形轴之外（注意：如果您使用tight_layout() ，则省略ax.set_position() ：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.arange(10)

fig = plt.figure()
ax = plt.subplot(111)

for i in xrange(5):
    ax.plot(x, i * x, label='$y = %ix$'%i)

# Shrink current axis by 20%
box = ax.get_position()
ax.set_position([box.x0, box.y0, box.width * 0.8, box.height])

# Put a legend to the right of the current axis
ax.legend(loc='center left', bbox_to_anchor=(1, 0.5))

plt.show()

并以类似的方式垂直缩小图，并在底部放置一个水平图例：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.arange(10)

fig = plt.figure()
ax = plt.subplot(111)

for i in xrange(5):
    line, = ax.plot(x, i * x, label='$y = %ix$'%i)

# Shrink current axis's height by 10% on the bottom
box = ax.get_position()
ax.set_position([box.x0, box.y0 + box.height * 0.1,
                 box.width, box.height * 0.9])

# Put a legend below current axis
ax.legend(loc='upper center', bbox_to_anchor=(0.5, -0.05),
          fancybox=True, shadow=True, ncol=5)

plt.show()

看看matplotlib图例指南。 你也可以看看plt.figlegend() 。

Answer 2

放置图例（ bbox_to_anchor ）

使用plt.legend的loc参数将图例定位在轴的边界框内。
例如loc="upper right"的地方在边界框的右上角，图例，其通过从默认盘区(0,0)到(1,1)在轴坐标（或在边界框表示法(x0,y0, width, height)=(0,0,1,1) )。

要将图例放置在轴边界框之外，可以指定图例左下角轴坐标的元组(x0,y0) 。

plt.legend(loc=(1.04,0))

一种更通用的方法是使用bbox_to_anchor参数手动指定放置图例的边界框。 可以限制自己只提供 bbox 的(x0, y0)部分。 这将创建一个零跨度框，其中图例将在loc参数给定的方向上扩展。 例如

plt.legend(bbox_to_anchor=(1.04,1), loc="upper left")

将图例放在坐标区之外，这样图例的左上角位于坐标区坐标中的(1.04,1)位置。

下面给出了更多示例，其中还显示了不同参数（如mode和ncols之间的相互作用。

l1 = plt.legend(bbox_to_anchor=(1.04,1), borderaxespad=0)
l2 = plt.legend(bbox_to_anchor=(1.04,0), loc="lower left", borderaxespad=0)
l3 = plt.legend(bbox_to_anchor=(1.04,0.5), loc="center left", borderaxespad=0)
l4 = plt.legend(bbox_to_anchor=(0,1.02,1,0.2), loc="lower left",
                mode="expand", borderaxespad=0, ncol=3)
l5 = plt.legend(bbox_to_anchor=(1,0), loc="lower right", 
                bbox_transform=fig.transFigure, ncol=3)
l6 = plt.legend(bbox_to_anchor=(0.4,0.8), loc="upper right")

有关如何将 4 元组参数解释为bbox_to_anchor ，如在l4 ，可以在这个问题中找到。 mode="expand"在四元组给出的边界框内水平扩展图例。 有关垂直展开的图例，请参阅此问题。

有时在图形坐标而不是轴坐标中指定边界框可能很有用。 这在上面的示例l5显示，其中bbox_transform参数用于将图例放在图的左下角。

后期处理

将图例放在轴外通常会导致不希望出现的情况，即它完全或部分位于图形画布之外。

这个问题的解决方法是：

• 调整子图参数
  可以通过使用plt.subplots_adjust调整子图参数，使轴在图形内占用更少的空间（从而为图例留下更多空间）。 例如

   plt.subplots_adjust(right=0.7)

在图的右侧留出 30% 的空间，可以在其中放置图例。

• 紧凑的布局
  使用plt.tight_layout允许自动调整子图参数，使图形中的元素紧靠图形边缘。 不幸的是，在这个自动机制中没有考虑图例，但是我们可以提供一个矩形框，整个子图区域（包括标签）都可以放入其中。

   plt.tight_layout(rect=[0,0,0.75,1])

• 使用bbox_inches = "tight"保存图形
  这个论点bbox_inches = "tight"到plt.savefig可以用来保存数字使得画布（包括图例）上的所有艺术家被装配到已保存的区域。 如果需要，图形大小会自动调整。

   plt.savefig("output.png", bbox_inches="tight")

• 自动调整子图参数
  可以在此答案中找到一种自动调整子图位置以使图例适合画布而不更改图形大小的方法：创建具有精确大小且无填充（以及轴外的图例）的图形

上面讨论的案例之间的比较：

备择方案

一个人物传奇

可以使用图形的图例而不是轴matplotlib.figure.Figure.legend 。 这对于不需要特殊参数的 matplotlib 版本 >=2.1 尤其有用

fig.legend(loc=7) 

为图形不同轴上的所有艺术家创建图例。 图例使用loc参数放置，类似于将其放置在轴内的方式，但参考整个图形 - 因此它会在某种程度上自动位于轴外。 剩下的就是调整子图，使图例和轴之间没有重叠。 在这里，上面的“调整子图​​参数”这一点会有所帮助。 一个例子：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.linspace(0,2*np.pi)
colors=["#7aa0c4","#ca82e1" ,"#8bcd50","#e18882"]
fig, axes = plt.subplots(ncols=2)
for i in range(4):
    axes[i//2].plot(x,np.sin(x+i), color=colors[i],label="y=sin(x+{})".format(i))

fig.legend(loc=7)
fig.tight_layout()
fig.subplots_adjust(right=0.75)   
plt.show()

专用子图轴内的图例

使用bbox_to_anchor的另一种方法是将图例放置在其专用的子图轴 ( lax ) 中。 由于图gridspec_kw={"width_ratios":[4,1]}图应该小于图，我们可以在轴创建时使用gridspec_kw={"width_ratios":[4,1]} 。 我们可以隐藏轴lax.axis("off")但仍然放置图例。图例句柄和标签需要通过h,l = ax.get_legend_handles_labels()从真实图中获得，然后可以提供给lax子图中的图例， lax.legend(h,l) 。 一个完整的例子如下。

import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams["figure.figsize"] = 6,2

fig, (ax,lax) = plt.subplots(ncols=2, gridspec_kw={"width_ratios":[4,1]})
ax.plot(x,y, label="y=sin(x)")
....

h,l = ax.get_legend_handles_labels()
lax.legend(h,l, borderaxespad=0)
lax.axis("off")

plt.tight_layout()
plt.show()

这会产生一个图，它在视觉上与上面的图非常相似：

我们也可以使用第一个轴来放置图例，但使用图例轴的bbox_transform ，

ax.legend(bbox_to_anchor=(0,0,1,1), bbox_transform=lax.transAxes)
lax.axis("off")

在这种方法中，我们不需要从外部获取图例句柄，但需要指定bbox_to_anchor参数。

进一步阅读和注意事项：

• 考虑 matplotlib 的图例指南，其中包含一些您想对图例进行处理的其他内容的示例。
• 在回答这个问题时可以直接找到一些用于放置饼图图例的示例代码： Python - Legend重叠与饼图
• loc参数可以使用数字而不是字符串，这使得调用更短，但是，它们之间的映射并不是很直观。 以下是参考映射：

Answer 3

只需在plot()调用之后调用legend()调用，如下所示：

# matplotlib
plt.plot(...)
plt.legend(loc='center left', bbox_to_anchor=(1, 0.5))

# Pandas
df.myCol.plot().legend(loc='center left', bbox_to_anchor=(1, 0.5))

结果看起来像这样：

Answer 4

• 您可以通过指定set_size的FontProperties来set_size图例文本。
• 资源：
  • 图例指南
  • matplotlib.legend
  • matplotlib.pyplot.legend
  • matplotlib.font_manager
    • set_size(self, size)
    • 有效字体大小为 xx-small、x-small、small、medium、large、x-large、xx-large、large、smaller、None
  • 真正的 Python：使用 Matplotlib 进行 Python 绘图（指南）

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.font_manager import FontProperties

fontP = FontProperties()
fontP.set_size('xx-small')

p1, = plt.plot([1, 2, 3], label='Line 1')
p2, = plt.plot([3, 2, 1], label='Line 2')
plt.legend(handles=[p1, p2], title='title', bbox_to_anchor=(1.05, 1), loc='upper left', prop=fontP)

• 正如Mateen Ulhaq所指出的， fontsize='xx-small'也可以工作，而无需导入FontProperties 。

plt.legend(handles=[p1, p2], title='title', bbox_to_anchor=(1.05, 1), loc='upper left', fontsize='xx-small')

Answer 5

要将图例放置在绘图区域之外，请使用legend() loc和bbox_to_anchor关键字。 例如，以下代码会将图例放置在绘图区域的右侧：

legend(loc="upper left", bbox_to_anchor=(1,1))

有关更多信息，请参阅图例指南

Answer 6

简短回答：您可以使用bbox_to_anchor + bbox_extra_artists + bbox_inches='tight' 。

---

更长的答案：您可以使用bbox_to_anchor手动指定图例框的位置，正如其他一些人在答案中指出的那样。

但是，通常的问题是图例框被裁剪，例如：

import matplotlib.pyplot as plt

# data 
all_x = [10,20,30]
all_y = [[1,3], [1.5,2.9],[3,2]]

# Plot
fig = plt.figure(1)
ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot(all_x, all_y)

# Add legend, title and axis labels
lgd = ax.legend( [ 'Lag ' + str(lag) for lag in all_x], loc='center right', bbox_to_anchor=(1.3, 0.5))
ax.set_title('Title')
ax.set_xlabel('x label')
ax.set_ylabel('y label')

fig.savefig('image_output.png', dpi=300, format='png')

为了防止图例框被裁剪，保存图形时可以使用参数bbox_extra_artists和bbox_inches要求savefig在保存的图像中包含裁剪的元素：

fig.savefig('image_output.png', bbox_extra_artists=(lgd,), bbox_inches='tight')

示例（我只更改了最后一行以将 2 个参数添加到fig.savefig() ）：

import matplotlib.pyplot as plt

# data 
all_x = [10,20,30]
all_y = [[1,3], [1.5,2.9],[3,2]]

# Plot
fig = plt.figure(1)
ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot(all_x, all_y)

# Add legend, title and axis labels
lgd = ax.legend( [ 'Lag ' + str(lag) for lag in all_x], loc='center right', bbox_to_anchor=(1.3, 0.5))
ax.set_title('Title')
ax.set_xlabel('x label')
ax.set_ylabel('y label')    

fig.savefig('image_output.png', dpi=300, format='png', bbox_extra_artists=(lgd,), bbox_inches='tight')

我希望 matplotlib 能够像Matlab 那样在本地允许图例框的外部位置：

figure
x = 0:.2:12;
plot(x,besselj(1,x),x,besselj(2,x),x,besselj(3,x));
hleg = legend('First','Second','Third',...
              'Location','NorthEastOutside')
% Make the text of the legend italic and color it brown
set(hleg,'FontAngle','italic','TextColor',[.3,.2,.1])

Answer 7

除了这里的所有优秀答案之外，如果可能，新版本的matplotlib和pylab可以自动确定放置图例的位置，而不会干扰绘图。

pylab.legend(loc='best')

如果可能，这将自动将图例远离数据！

但是，如果没有地方放置图例而不重叠数据，那么您将想要尝试其他答案之一； 使用loc="best"永远不会将图例放在情节之外。

Answer 8

简短回答：在图例上调用可拖动并以交互方式将其移动到您想要的任何位置：

ax.legend().draggable()

长答案：如果您更喜欢以交互/手动方式而不是以编程方式放置图例，您可以切换图例的可拖动模式，以便您可以将其拖动到任何您想要的位置。 检查下面的例子：

import matplotlib.pylab as plt
import numpy as np
#define the figure and get an axes instance
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
#plot the data
x = np.arange(-5, 6)
ax.plot(x, x*x, label='y = x^2')
ax.plot(x, x*x*x, label='y = x^3')
ax.legend().draggable()
plt.show()

Answer 9

不完全是您所要求的，但我发现它是同一问题的替代方案。 使图例半透明，如下所示：

这样做：

fig = pylab.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
ax.plot(x,y,label=label,color=color)
# Make the legend transparent:
ax.legend(loc=2,fontsize=10,fancybox=True).get_frame().set_alpha(0.5)
# Make a transparent text box
ax.text(0.02,0.02,yourstring, verticalalignment='bottom',
                     horizontalalignment='left',
                     fontsize=10,
                     bbox={'facecolor':'white', 'alpha':0.6, 'pad':10},
                     transform=self.ax.transAxes)

Answer 10

如前所述，您还可以将图例放在图中，或者也可以稍微放在边缘。 下面是一个使用Plotly Python API的例子，它是用IPython Notebook 制作的。 我在队里。

首先，您需要安装必要的软件包：

import plotly
import math
import random
import numpy as np

然后，安装 Plotly：

un='IPython.Demo'
k='1fw3zw2o13'
py = plotly.plotly(username=un, key=k)


def sin(x,n):
sine = 0
for i in range(n):
    sign = (-1)**i
    sine = sine + ((x**(2.0*i+1))/math.factorial(2*i+1))*sign
return sine

x = np.arange(-12,12,0.1)

anno = {
'text': '$\\sum_{k=0}^{\\infty} \\frac {(-1)^k x^{1+2k}}{(1 + 2k)!}$',
'x': 0.3, 'y': 0.6,'xref': "paper", 'yref': "paper",'showarrow': False,
'font':{'size':24}
}

l = {
'annotations': [anno], 
'title': 'Taylor series of sine',
'xaxis':{'ticks':'','linecolor':'white','showgrid':False,'zeroline':False},
'yaxis':{'ticks':'','linecolor':'white','showgrid':False,'zeroline':False},
'legend':{'font':{'size':16},'bordercolor':'white','bgcolor':'#fcfcfc'}
}

py.iplot([{'x':x, 'y':sin(x,1), 'line':{'color':'#e377c2'}, 'name':'$x\\\\$'},\
      {'x':x, 'y':sin(x,2), 'line':{'color':'#7f7f7f'},'name':'$ x-\\frac{x^3}{6}$'},\
      {'x':x, 'y':sin(x,3), 'line':{'color':'#bcbd22'},'name':'$ x-\\frac{x^3}{6}+\\frac{x^5}{120}$'},\
      {'x':x, 'y':sin(x,4), 'line':{'color':'#17becf'},'name':'$ x-\\frac{x^5}{120}$'}], layout=l)

这将创建您的图表，并让您有机会将图例保留在绘图本身中。 如果未设置图例，则默认将其放置在图中，如下所示。

对于替代放置，您可以将图形的边缘和图例的边框紧密对齐，并移除边框线以更贴合。

您可以使用代码或 GUI 移动和重新设置图例和图形的样式。 要移动图例，您可以使用以下选项通过分配 <= 1 的 x 和 y 值来将图例定位在图形内。例如：

• {"x" : 0,"y" : 0} -- 左下角
• {"x" : 1, "y" : 0} -- 右下角
• {"x" : 1, "y" : 1} -- 右上角
• {"x" : 0, "y" : 1} -- 左上角
• {"x" :.5, "y" : 0} -- 底部中心
• {"x": .5, "y" : 1} -- 顶部中心

在这种情况下，我们选择右上角， legendstyle = {"x" : 1, "y" : 1} ，文档中也有描述：

Answer 11

值得刷新这个问题，因为新版本的 Matplotlib 使得将图例定位在情节之外变得更加容易。 我用 Matplotlib 版本3.1.1制作了这个例子。

用户可以将坐标的 2 元组传递给loc参数，以将图例定位在边界框中的任何位置。 唯一的问题是您需要运行plt.tight_layout()来让 matplotlib 重新计算绘图尺寸，以便图例可见：

import matplotlib.pyplot as plt

plt.plot([0, 1], [0, 1], label="Label 1")
plt.plot([0, 1], [0, 2], label='Label 2')

plt.legend(loc=(1.05, 0.5))
plt.tight_layout()

这导致了以下情节：

参考：

• https://matplotlib.org/api/_as_gen/matplotlib.pyplot.legend.html
• https://showmecode.info/matplotlib/legend/reposition-legend/ （个人网站）

Answer 12

我只是使用字符串'center left'作为位置，就像在 matlab 中一样。 我从 matplotlib 导入了 pylab。

看代码如下：

from matplotlib as plt
from matplotlib.font_manager import FontProperties
t = A[:,0]
sensors = A[:,index_lst]
    
for i in range(sensors.shape[1]):
    plt.plot(t,sensors[:,i])
        
plt.xlabel('s')
plt.ylabel('°C')
lgd = plt.legend(loc='center left', bbox_to_anchor=(1, 0.5),fancybox = True, shadow = True)

Answer 13

沿着这些路线的东西对我有用。 从 Joe 的一些代码开始，此方法修改窗口宽度以自动将图例放在图的右侧。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.ion()

x = np.arange(10)

fig = plt.figure()
ax = plt.subplot(111)

for i in xrange(5):
    ax.plot(x, i * x, label='$y = %ix$'%i)

# Put a legend to the right of the current axis
leg = ax.legend(loc='center left', bbox_to_anchor=(1, 0.5))

plt.draw()

# Get the ax dimensions.
box = ax.get_position()
xlocs = (box.x0,box.x1)
ylocs = (box.y0,box.y1)

# Get the figure size in inches and the dpi.
w, h = fig.get_size_inches()
dpi = fig.get_dpi()

# Get the legend size, calculate new window width and change the figure size.
legWidth = leg.get_window_extent().width
winWidthNew = w*dpi+legWidth
fig.set_size_inches(winWidthNew/dpi,h)

# Adjust the window size to fit the figure.
mgr = plt.get_current_fig_manager()
mgr.window.wm_geometry("%ix%i"%(winWidthNew,mgr.window.winfo_height()))

# Rescale the ax to keep its original size.
factor = w*dpi/winWidthNew
x0 = xlocs[0]*factor
x1 = xlocs[1]*factor
width = box.width*factor
ax.set_position([x0,ylocs[0],x1-x0,ylocs[1]-ylocs[0]])

plt.draw()

Answer 14

当我有巨大的传奇时，对我有用的解决方案是使用额外的空图像布局。 在下面的示例中，我制作了 4 行，在底部绘制了带有图例偏​​移的图像（bbox_to_anchor），它不会被剪切。

f = plt.figure()
ax = f.add_subplot(414)
lgd = ax.legend(loc='upper left', bbox_to_anchor=(0, 4), mode="expand", borderaxespad=0.3)
ax.autoscale_view()
plt.savefig(fig_name, format='svg', dpi=1200, bbox_extra_artists=(lgd,), bbox_inches='tight')

Answer 15

这是另一种解决方案，类似于添加bbox_extra_artists和bbox_inches ，您不必在savefig调用范围内添加额外的艺术家。 我想出了这个，因为我在函数内部生成了大部分情节。

当您想写出边界框时，无需将所有添加项添加到边界框，而是可以提前将它们添加到Figure的艺术家。 使用类似于上面Franck Dernoncourt 的回答的内容：

import matplotlib.pyplot as plt

# data 
all_x = [10,20,30]
all_y = [[1,3], [1.5,2.9],[3,2]]

# plotting function
def gen_plot(x, y):
    fig = plt.figure(1)
    ax = fig.add_subplot(111)
    ax.plot(all_x, all_y)
    lgd = ax.legend( [ "Lag " + str(lag) for lag in all_x], loc="center right", bbox_to_anchor=(1.3, 0.5))
    fig.artists.append(lgd) # Here's the change
    ax.set_title("Title")
    ax.set_xlabel("x label")
    ax.set_ylabel("y label")
    return fig

# plotting
fig = gen_plot(all_x, all_y)

# No need for `bbox_extra_artists`
fig.savefig("image_output.png", dpi=300, format="png", bbox_inches="tight")

这是生成的情节。

Answer 16

您也可以尝试figlegend 。 可以创建独立于任何 Axes 对象的图例。 但是，您可能需要创建一些“虚拟”路径以确保对象的格式正确传递。

Answer 17

这是来自此处的 matplotlib 教程的示例。 这是更简单的示例之一，但我为图例添加了透明度并添加了 plt.show() 以便您可以将其粘贴到交互式 shell 中并获得结果：

import matplotlib.pyplot as plt
p1, = plt.plot([1, 2, 3])
p2, = plt.plot([3, 2, 1])
p3, = plt.plot([2, 3, 1])
plt.legend([p2, p1, p3], ["line 1", "line 2", "line 3"]).get_frame().set_alpha(0.5)
plt.show()