Matplotlib - 图例

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一般来说，图表中的图例提供对沿 Y 轴（通常称为图表序列）描绘的数据的视觉表示。它是一个包含符号和图表中每个序列标签的框。序列可以是折线图中的线、条形图中的条等等。当您在同一图表上有多个数据序列并且想要区分它们时，图例非常有用。在下图中，我们可以观察到图表中的图例（用红色矩形突出显示）−

向 matplotlib 图表添加图例

要向 Matplotlib 图表添加图例，通常使用 matplotlib.pyplot.legend() 函数。此函数用于向 Axes 添加图例，为图表中的元素提供视觉指南。

语法

以下是函数的语法

matplotlib.pyplot.legend(*args, **kwargs)

可以以不同的方式调用该函数，具体取决于您希望如何自定义图例。

在调用legend()时不传递任何额外参数，Matplotlib 会自动确定要添加到图例的元素。这些元素的标签取自图表中的绘图元素。您可以在创建绘图元素时指定这些标签，也可以使用set_label()方法指定。

示例 1

在此示例中，图例取自创建绘图时使用的 label 参数中的数据。

import matplotlib.pyplot as plt

# Example data
x = [1, 2, 3]
y = [2, 4, 6]

# Plotting the data with labels
line, = plt.plot(x, y, label='Legend describing a single line')

# Adding a legend
plt.legend()

# Show the plot
plt.show()
print('Successfully Placed a legend on the Axes...')

输出

Successfully Placed a legend on the Axes...

示例 2

这是使用绘图元素上的 set_label() 方法的另一种方法。

import matplotlib.pyplot as plt

# Example data
x = [1, 2, 3]
y = [2, 4, 6]

# Plotting the data with labels
line, = plt.plot(x, y)
line.set_label('Place a legend via method')

# Adding a legend
plt.legend()

# Show the plot
plt.show()
print('Successfully Placed a legend on the Axes...')

输出

Successfully Placed a legend on the Axes...

手动添加图例

您可以传递图例绘图元素的迭代器，然后传递图例标签的迭代器，以明确控制哪些绘图元素具有图例条目。

示例 1

这是一个通过列出绘图元素和标签来调用 legend() 函数的示例。

import matplotlib.pyplot as plt

# Example data
x = [1, 2, 3]
y1 = [2, 4, 6]
y2 = [1, 3, 5]
y3 = [3, 6, 9]

# Plotting the data
line1, = plt.plot(x, y1)
line2, = plt.plot(x, y2)
line3, = plt.plot(x, y3)

# calling legend with explicitly listed artists and labels
plt.legend([line1, line2, line3], ['Label 1', 'Label 2', 'Label 3'])

# Show the plot
plt.show()
print('Successfully Placed a legend on the Axes...')

输出

Successfully Placed a legend on the Axes...

示例 2

这是一个仅通过列出绘图元素来调用legend()函数的示例。这种方法与前面一种方法类似，但在这种情况下，标签取自绘图元素的标签属性。

import matplotlib.pyplot as plt

# Example data
x = [1, 2, 3]
y1 = [2, 4, 6]
y2 = [1, 3, 5]

# Plotting the data with labels
line1, = plt.plot(x, y1, label='Label 1')
line2, = plt.plot(x, y2, label='Label 2')

# Adding a legend with explicitly listed artists
plt.legend(handles=[line1, line2])

# Show the plot
plt.show()
print('Successfully Placed a legend on the Axes...')

输出

Successfully Placed a legend on the Axes...

示例 3

在此示例中，我们首先绘制两组数据，然后通过使用代表图例条目的字符串列表调用legend()函数来添加图例。

import matplotlib.pyplot as plt

# Example data
x = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
y1 = [1, 4, 2, 6, 8, 5]
y2 = [1, 5, 3, 7, 9, 6]

# Plotting the data
plt.plot(x, y1)
plt.plot(x, y2)

# Adding a legend for existing plot elements
plt.legend(['First line', 'Second line'], loc='center')

# Show the plot
plt.show()
print('Successfully Placed a legend on the Axes...')

输出

Successfully Placed a legend on the Axes...

在子图中添加图例

要在每个子图中添加图例，我们可以在图的每个 axes 对象上使用legend()函数。

示例 1

这是一个在 matplotlib 图的每个子图中添加图例的示例。此方法在 axes 对象上使用 legend() 函数。

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

# Sample data
x = np.linspace(-2, 2, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)
y3 = np.tan(x)

# Create the figure with subplots
f, axes = plt.subplots(3)

# plot the data on each subplot and add lagend
axes[0].plot(x, y1, c='r', label="sine")
axes[0].legend(loc='upper left')
axes[1].plot(x, y2, c='g', label="cosine")
axes[1].legend(loc='upper left')
axes[2].plot(x, y3, c='b', label="tan")
axes[2].legend(loc='upper left')

# Display the figure
plt.show()

输出

执行上述代码后，我们将得到以下输出 −

在一个 axes 中添加多个图例

要在 Matplotlib 中在同一个 axes 上绘制多个图例，我们可以使用axes.add_artist()方法以及 legend() 函数。

示例 2

以下示例演示如何在 matplotlib 图的一个 axes 中添加多个图例。

from matplotlib import pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7, 4]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

# plot some data 
line1, = plt.plot([1, 2, 3], label="Line 1", linestyle='--')
line2, = plt.plot([3, 2, 1], label="Line 2", linewidth=4)

# Add first legend at upper right of the axes
first_legend = plt.legend(handles=[line1], loc='upper right')

# Get the current axes to add legend
plt.gca().add_artist(first_legend)

# Add second legend at lower right of the axes
plt.legend(handles=[line2], loc='lower right')

# Display the output
plt.show()

输出

执行上述代码后，我们将得到以下输出 −