使用matplotlib將多個插入軸嵌入另一個軸

Question

是否可以在matplotlib軸中嵌入數量不斷變化的圖？ 例如， inset_axes方法用於將插入軸放置在父軸內：

但是，我有多行繪圖，我想在每行的最后一個軸對象內包括一些插入軸。

fig, ax = plt.subplots(2,4, figsize=(15,15))
for i in range(2):
    ax[i][0].plot(np.random.random(40))
    ax[i][2].plot(np.random.random(40))
    ax[i][3].plot(np.random.random(40))

    # number of inset axes
    number_inset = 5
    for j in range(number_inset):
        ax[i][4].plot(np.random.random(40))

在這里，而不是最后一列中繪制的5個圖，我想要幾個插入軸包含一個圖。 像這樣：

這樣做的原因是，每一行都涉及要繪制的不同項目，而最后一列應該包含該項目的組件。 有沒有辦法在matplotlib中做到這一點，或者有一種可視化的替代方法？

謝謝

Answer 1

如@hitzg所述，完成此類操作的最常見方法是使用GridSpec 。 GridSpec創建一個虛構的網格對象，您可以對其進行切片以生成子圖。 這是一種易於對齊的復雜布局，可以遵循常規網格的簡單方法。

但是，在這種情況下如何使用它可能不是立即顯而易見的。 你需要創建一個GridSpec與numrows * numinsets按行numcols列，然后通過與間隔切片它創建“主”軸numinsets 。

在下面的示例中（2行，4列，3個插圖），我們對gs[:3, 0]進行切片以獲取左上方的“主軸”，對gs[3:, 0]進行切片以獲取左下方的“主軸”主”軸， gs[:3, 1]獲取下一個上軸，等等。對於插圖，每個是gs[i, -1] 。

舉一個完整的例子：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def build_axes_with_insets(numrows, numcols, numinsets, **kwargs):
    """
    Makes a *numrows* x *numcols* grid of subplots with *numinsets* subplots
    embedded as "sub-rows" in the last column of each row.

    Returns a figure object and a *numrows* x *numcols* object ndarray where
    all but the last column consists of axes objects, and the last column is a
    *numinsets* length object ndarray of axes objects.
    """
    fig = plt.figure(**kwargs)
    gs = plt.GridSpec(numrows*numinsets, numcols)

    axes = np.empty([numrows, numcols], dtype=object)
    for i in range(numrows):
        # Add "main" axes...
        for j in range(numcols - 1):
            axes[i, j] = fig.add_subplot(gs[i*numinsets:(i+1)*numinsets, j])

        # Add inset axes...
        for k in range(numinsets):
            m = k + i * numinsets
            axes[i, -1][k] = fig.add_subplot(gs[m, -1])

    return fig, axes

def plot(axes):
    """Recursive plotting function just to put something on each axes."""
    for ax in axes.flat:
        data = np.random.normal(0, 1, 100).cumsum()
        try:
            ax.plot(data)
            ax.set(xticklabels=[], yticklabels=[])
        except AttributeError:
            plot(ax)

fig, axes = build_axes_with_insets(2, 4, 3, figsize=(12, 6))
plot(axes)
fig.tight_layout()
plt.show()

Answer 2

這是我在不預先設置插圖數的情況下獲得相同結果的方法。

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.gridspec as gridspec
import numpy as np

fig = plt.figure(figsize=(12,6))

nrows = 2
ncols = 4

# changing the shape of GridSpec's output
outer_grid = gridspec.GridSpec(nrows, ncols)
grid = []
for i in range(nrows*ncols):
    grid.append(outer_grid[i])
outer_grid = np.array(grid).reshape(nrows,ncols)

for i in range(nrows):
    inner_grid_1 = gridspec.GridSpecFromSubplotSpec(1, 1,
                subplot_spec=outer_grid[i][0])
    ax = plt.Subplot(fig, inner_grid_1[0])
    ax.plot(np.random.normal(0,1,50).cumsum())
    fig.add_subplot(ax)

    inner_grid_2 = gridspec.GridSpecFromSubplotSpec(1, 1,
                subplot_spec=outer_grid[i][1])
    ax2 = plt.Subplot(fig, inner_grid_2[0])
    ax2.plot(np.random.normal(0,1,50).cumsum())
    fig.add_subplot(ax2)

    inner_grid_3 = gridspec.GridSpecFromSubplotSpec(1, 1,
                subplot_spec=outer_grid[i][2])
    ax3 = plt.Subplot(fig, inner_grid_3[0])
    ax3.plot(np.random.normal(0,1,50).cumsum())
    fig.add_subplot(ax3)

    # this value can be set based on some other calculation depending 
    # on each row
    numinsets = 3 
    inner_grid_4 = gridspec.GridSpecFromSubplotSpec(numinsets, 1,
                subplot_spec=outer_grid[i][3])

    # Adding subplots to the last inner grid
    for j in range(inner_grid_4.get_geometry()[0]):
        ax4 = plt.Subplot(fig, inner_grid_4[j])
        ax4.plot(np.random.normal(0,1,50).cumsum())
        fig.add_subplot(ax4)

# Removing labels
for ax in fig.axes:
    ax.set(xticklabels=[], yticklabels=[])

fig.tight_layout()