matplotlib 子圖之間的箭頭

Question

我決定稍微玩一下這個示例代碼。 我能夠弄清楚如何在兩個子圖之間畫一條直線，即使這條線超出了其中一個子圖的邊界。

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

fig = plt.figure(figsize=(10, 5))
ax1 = fig.add_subplot(121)
ax2 = fig.add_subplot(122)
axs = [ax1, ax2]

# Fixing random state for reproducibility
np.random.seed(19680801)

# generate some random test data
all_data = [np.random.normal(0, std, 100) for std in range(6, 10)]

# plot violin plot
axs[0].violinplot(all_data,
                  showmeans=False,
                  showmedians=True)
axs[0].set_title('Violin plot')

# plot box plot
axs[1].boxplot(all_data)
axs[1].set_title('Box plot')

# adding horizontal grid lines
for ax in axs:
    ax.yaxis.grid(True)
    ax.set_xticks([y + 1 for y in range(len(all_data))])
    ax.set_xlabel('Four separate samples')
    ax.set_ylabel('Observed values')

for tick in ax.xaxis.get_major_ticks():
    tick.label.set_fontsize(20)
plt.setp(axs[0], xticklabels=['x1', 'x2', 'x3', 'x4'])

transFigure = fig.transFigure.inverted()
coord1 = transFigure.transform(ax1.transData.transform([5,10]))
coord2 = transFigure.transform(ax2.transData.transform([2,-10]))
line = mpl.lines.Line2D((coord1[0],coord2[0]),(coord1[1],coord2[1]),
                        c='k', lw=5, transform=fig.transFigure)
fig.lines.append(line)

是的，添加的行很丑，但我只是想讓它起作用。

然而，我真正想做的是在子圖之間制作一個箭頭，如果沒有陪審團操縱我自己的箭頭尾巴，我無法弄清楚如何。 有沒有辦法使用matplotlib.pyplot.arrow類來做到這一點？

Answer 1

我也想在兩個子圖之間畫一個箭頭，但我什至不知道從哪里開始！ 然而，原始問題中子圖示例之間的線給了我足夠的線索來開始......

首先，我將原始問題中的代碼簡化為一個最小的工作示例：

from matplotlib import lines, pyplot as plt

fig = plt.figure()

# First subplot
ax1 = fig.add_subplot(121)
plt.plot([0, 1], [0, 1])

# Second subplot
ax2 = fig.add_subplot(122)
plt.plot([0, 1], [0, 1])

# Add line from one subplot to the other
xyA = [0.5, 1.0]
ax1.plot(*xyA, "o")
xyB = [0.75, 0.25]
ax2.plot(*xyB, "o")
transFigure = fig.transFigure.inverted()
coord1 = transFigure.transform(ax1.transData.transform(xyA))
coord2 = transFigure.transform(ax2.transData.transform(xyB))
line = lines.Line2D(
    (coord1[0], coord2[0]),  # xdata
    (coord1[1], coord2[1]),  # ydata
    transform=fig.transFigure,
    color="black",
)
fig.lines.append(line)

# Show figure
plt.show()

這會產生以下輸出：

然后，使用這篇博客文章，我認為答案是創建一個matplotlib.patches.FancyArrowPatch並將其附加到fig.patches （而不是創建一個matplotlib.lines.Line2D並將其附加到fig.lines ）。 在查閱了matplotlib.patches.FancyArrowPatch文檔以及一些反復試驗之后，我想出了一些在 matplotlib 3.1.2 中有效的方法：

from matplotlib import patches, pyplot as plt

fig = plt.figure()

# First subplot
ax1 = fig.add_subplot(121)
plt.plot([0, 1], [0, 1])

# Second subplot
ax2 = fig.add_subplot(122)
plt.plot([0, 1], [0, 1])

# Add line from one subplot to the other
xyA = [0.5, 1.0]
ax1.plot(*xyA, "o")
xyB = [0.75, 0.25]
ax2.plot(*xyB, "o")
transFigure = fig.transFigure.inverted()
coord1 = transFigure.transform(ax1.transData.transform(xyA))
coord2 = transFigure.transform(ax2.transData.transform(xyB))
arrow = patches.FancyArrowPatch(
    coord1,  # posA
    coord2,  # posB
    shrinkA=0,  # so tail is exactly on posA (default shrink is 2)
    shrinkB=0,  # so head is exactly on posB (default shrink is 2)
    transform=fig.transFigure,
    color="black",
    arrowstyle="-|>",  # "normal" arrow
    mutation_scale=30,  # controls arrow head size
    linewidth=3,
)
fig.patches.append(arrow)

# Show figure
plt.show()

但是，根據下面的評論，這在matplotlib 3.4.2不起作用，在那里你得到這個：

請注意，箭頭的末端未與目標點（橙色圓圈）對齊，而這是它們應該對齊的。

此matplotlib版本更改也導致原始行示例以相同方式失敗。

但是，有一個更好的補丁！ 使用ConnectionPatch ( docs )，它是FancyArrowPatch一個子類，而不是直接使用FancyArrowPatch因為ConnectionPatch是專門為此用例設計的，並且可以更正確地處理轉換，如此matplotlib文檔示例所示：

fig = plt.figure()

# First subplot
ax1 = fig.add_subplot(121)
plt.plot([0, 1], [0, 1]) 

# Second subplot
ax2 = fig.add_subplot(122)
plt.plot([0, 1], [0, 1]) 

# Add line from one subplot to the other
xyA = [0.5, 1.0]
ax1.plot(*xyA, "o")
xyB = [0.75, 0.25]
ax2.plot(*xyB, "o")
# ConnectionPatch handles the transform internally so no need to get fig.transFigure
arrow = patches.ConnectionPatch(
    xyA,
    xyB,
    coordsA=ax1.transData,
    coordsB=ax2.transData,
    # Default shrink parameter is 0 so can be omitted
    color="black",
    arrowstyle="-|>",  # "normal" arrow
    mutation_scale=30,  # controls arrow head size
    linewidth=3,
)
fig.patches.append(arrow)

# Show figure
plt.show()

這會在matplotlib 3.1.2和matplotlib 3.4.2產生正確的輸出，如下所示：

要在matplotlib 3.4.2繪制連接兩個子圖的正確定位的線，請使用上面的ConnectionPatch但使用arrowstyle="-" （即沒有箭頭，所以只有一條線）。

注意：您不能使用：

• plt.arrow因為它會自動添加到當前軸，所以只出現在一個子圖中

• matplotlib.patches.Arrow作為軸圖變換傾斜箭頭

• matplotlib.patches.FancyArrow因為這也會導致傾斜的箭頭