matplotlib 子圖中的行和列標題

Question

將一行和一列 header 添加到matplotlib的循環中生成的子圖網格的最佳實踐是什么？ 我能想到一對，但不是特別整潔：

1. 對於列，使用循環計數器，您只能將set_title()用於第一行。 對於行，這不起作用。 您必須在繪圖之外繪制text 。
2. 您在頂部添加額外的一行子圖，在左側添加一列額外的子圖，並在該子圖的中間繪制文本。

你能推薦一個更好的選擇嗎？

Answer 1

有幾種方法可以做到這一點。 簡單的方法是利用繪圖的y標簽和標題，然后使用fig.tight_layout()為標簽騰出空間。 或者，您可以使用annotate在正確的位置放置其他文本，然后半手動為其騰出空間。

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如果您的軸上沒有y標簽，則可以輕松利用第一行和第一列軸的標題和y標簽。

import matplotlib.pyplot as plt

cols = ['Column {}'.format(col) for col in range(1, 4)]
rows = ['Row {}'.format(row) for row in ['A', 'B', 'C', 'D']]

fig, axes = plt.subplots(nrows=4, ncols=3, figsize=(12, 8))

for ax, col in zip(axes[0], cols):
    ax.set_title(col)

for ax, row in zip(axes[:,0], rows):
    ax.set_ylabel(row, rotation=0, size='large')

fig.tight_layout()
plt.show()

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如果您有y標簽，或者您更喜歡靈活性，則可以使用annotate來放置標簽。 這更復雜，但除了行和列標簽之外，還允許您擁有單獨的繪圖標題，ylabels等。

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.transforms import offset_copy


cols = ['Column {}'.format(col) for col in range(1, 4)]
rows = ['Row {}'.format(row) for row in ['A', 'B', 'C', 'D']]

fig, axes = plt.subplots(nrows=4, ncols=3, figsize=(12, 8))
plt.setp(axes.flat, xlabel='X-label', ylabel='Y-label')

pad = 5 # in points

for ax, col in zip(axes[0], cols):
    ax.annotate(col, xy=(0.5, 1), xytext=(0, pad),
                xycoords='axes fraction', textcoords='offset points',
                size='large', ha='center', va='baseline')

for ax, row in zip(axes[:,0], rows):
    ax.annotate(row, xy=(0, 0.5), xytext=(-ax.yaxis.labelpad - pad, 0),
                xycoords=ax.yaxis.label, textcoords='offset points',
                size='large', ha='right', va='center')

fig.tight_layout()
# tight_layout doesn't take these labels into account. We'll need 
# to make some room. These numbers are are manually tweaked. 
# You could automatically calculate them, but it's a pain.
fig.subplots_adjust(left=0.15, top=0.95)

plt.show()

Answer 2

根據 Joe Kington 的回答，我提出了一個 function 可以在代碼庫中重用：

它接受為 arguments：

• fig : 包含要處理的軸的圖
• row_headers ， col_headers ：作為標題的字符串序列
• row_pad , col_pad : 調整填充的int值
• rotate_row_headers : 是否將行標題旋轉 90°
• **text_kwargs : 轉發到ax.annotate(...)

Function 在這里，示例如下：

import numpy as np

def add_headers(
    fig,
    *,
    row_headers=None,
    col_headers=None,
    row_pad=1,
    col_pad=5,
    rotate_row_headers=True,
    **text_kwargs
):
    # Based on https://stackoverflow.com/a/25814386

    axes = fig.get_axes()

    for ax in axes:
        sbs = ax.get_subplotspec()

        # Putting headers on cols
        if (col_headers is not None) and sbs.is_first_row():
            ax.annotate(
                col_headers[sbs.colspan.start],
                xy=(0.5, 1),
                xytext=(0, col_pad),
                xycoords="axes fraction",
                textcoords="offset points",
                ha="center",
                va="baseline",
                **text_kwargs,
            )

        # Putting headers on rows
        if (row_headers is not None) and sbs.is_first_col():
            ax.annotate(
                row_headers[sbs.rowspan.start],
                xy=(0, 0.5),
                xytext=(-ax.yaxis.labelpad - row_pad, 0),
                xycoords=ax.yaxis.label,
                textcoords="offset points",
                ha="right",
                va="center",
                rotation=rotate_row_headers * 90,
                **text_kwargs,
            )

這是在標准網格上使用它的示例（沒有軸跨越多行/列）：

import random
import matplotlib.pyplot as plt

mosaic = [
    ["A0", "A1", "A2"],
    ["B0", "B1", "B2"],
]
row_headers = ["Row A", "Row B"]
col_headers = ["Col 0", "Col 1", "Col 2"]

subplots_kwargs = dict(sharex=True, sharey=True, figsize=(10, 6))
fig, axes = plt.subplot_mosaic(mosaic, **subplots_kwargs)

font_kwargs = dict(fontfamily="monospace", fontweight="bold", fontsize="large")
add_headers(fig, col_headers=col_headers, row_headers=row_headers, **font_kwargs)

plt.show()

如果某些軸跨越多個行/列，則正確分配行/列標題會變得不那么簡單。 我沒有設法從 function 內部對其進行分類，但要小心給定的row_headers和col_headers arguments 足以使其輕松工作：

mosaic = [
    ["A0", "A1", "A1", "A2"],
    ["A0", "A1", "A1", "A2"],
    ["B0", "B1", "B1", "B2"],
]

row_headers = ["A", "A", "B"]  # or
row_headers = ["A", None, "B"]  # or
row_headers = {0: "A", 2: "B"}

col_headers = ["0", "1", "1", "2"]  # or
col_headers = ["0", "1", None, "2"]  # or
col_headers = {0: "0", 1: "1", 3: "2"}

fig, axes = plt.subplot_mosaic(mosaic, **subplots_kwargs)
add_headers(fig, col_headers=col_headers, row_headers=row_headers, **font_kwargs)
plt.show()

Answer 3

以上答案有效。 只是不是在答案的第二個版本中，你有：

for ax, row in zip(axes[:,0], rows):
    ax.annotate(col, xy=(0, 0.5), xytext=(-ax.yaxis.labelpad-pad,0),
                xycoords=ax.yaxis.label, textcoords='offset points',
                size='large', ha='right', va='center')

代替：

for ax, row in zip(axes[:,0], rows):
    ax.annotate(row,xy=(0, 0.5), xytext=(-ax.yaxis.labelpad-pad,0),                    
                xycoords=ax.yaxis.label, textcoords='offset points',
                size='large', ha='right', va='center')