第 7 章 标题、标签与图例
学习目标
- 掌握
set_title/set_xlabel/set_ylabel的样式控制 - 会用
ax.set(...)一次性设置多个元素 - 掌握
ax.legend的位置、列数、字号等参数 - 会控制图例里出现哪些条目
7.1 标题与轴标签的样式
第 3 章已经用过 set_title、set_xlabel、set_ylabel。这一章把它们讲透。三个方法都接受样式参数:fontsize(字号)、fontweight(字重)、color(颜色),set_title 还支持 loc(标题位置):
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
days = np.arange(1, 8)
high = np.array([28, 31, 33, 30, 29, 32, 34])
low = np.array([19, 21, 22, 20, 19, 21, 23])
mean = (high + low) / 2
fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(days, high, marker="o")
ax.set_title("一周最高气温", fontsize=16, fontweight="bold", loc="left")
ax.set_xlabel("日期", fontsize=12)
ax.set_ylabel("气温(°C)", fontsize=12)
plt.show()图 7-1 真实输出:loc="left" 让标题靠左对齐(默认居中);轴标签的字号调大一点在投影时更清晰:
7.2 图例:legend
图例(legend)把每条数据的「颜色 + 样式」与它的含义对应起来。前提是画线时给了 label,然后调用 ax.legend():
ax.plot(days, high, label="最高气温")
ax.plot(days, low, label="最低气温")
ax.plot(days, mean, label="平均气温")
ax.legend(loc="lower right", ncol=3, fontsize=9)图 7-2 真实输出,常用参数:
| 参数 | 作用 |
|---|---|
loc | 位置:"best"、"upper right"、"lower left"、"center" 等 |
ncol | 图例排成几列 |
fontsize | 图例字号 |
frameon | 是否显示边框(True/False) |
title | 给图例加一个小标题 |
loc="best" 是默认值:Matplotlib 会选一个与数据重叠最少的位置。数据会动,图例位置也得试。
7.3 控制图例里出现哪些条目
默认情况下,图例收集所有「有 label 的画线对象」。想只让部分条目进图例,用 handles 和 labels 两个参数手动指定:
line_high, = ax.plot(days, high, marker="o") # 画线返回元组,解包出 Line2D
line_low, = ax.plot(days, low, marker="s")
line_mean, = ax.plot(days, mean, marker="^", linestyle="--")
ax.legend(handles=[line_high, line_mean],
labels=["最高气温", "平均气温"])图 7-3 真实输出:三条线都画了,但图例里只有两条——handles 指定「引用哪些对象」,labels 指定「显示什么名字」:
注意 ax.plot 返回的是一个列表(可能有多条线),用 line_high, = ax.plot(...)(带逗号)解包出唯一一条。
7.4 set:一次性设置多个元素
set_title、set_xlabel、set_ylabel 都是 Axes 的 set_xxx 家族。它们共用一个捷径:ax.set(参数名=值, ...) 可以一次设置多个:
ax.set(xlabel="日期", ylabel="平均气温(°C)", title="7.4 set 一次性设置多个标签")等价于分别调用三个 set_xxx。图 7-4 真实输出:
这个技巧在循环批量设置子图时尤其省事(第 9 章会用到)。
7.5 读懂警告:图例找不到带标签的艺术家
画线时忘了写 label,直接 ax.legend(),会出现一条 UserWarning:
UserWarning: No artists with labels found to put in legend. Note that artists
whose label start with an underscore are ignored when legend() is called with no
argument.解读:图例要在所有画图对象里找「带 label 的艺术家(artist)」,一个都没找到,所以图例是空的。修法:给要进图例的线加 label=...;不想进图例的线,要么不给 label,要么用 _ 开头(下划线开头的 label 会被忽略)。
动手实践
- 画一周气温图,设置粗体、16 号、靠左的标题,复现图 7-1。
- 画三条线(高/低/平均气温),把图例放到左下角、排成 3 列,复现图 7-2。
- 用
handles/labels只把其中两条线放进图例,复现图 7-3。 - 用
ax.set(xlabel=..., ylabel=..., title=...)重写一次 7.2 的图。 - 故意不加
label就调用ax.legend(),阅读警告信息并修复。
常见错误
| 错误写法 | 现象 | 原因 |
|---|---|---|
没写 label 就 legend() | UserWarning: No artists with labels found | 图例只收有 label 的对象 |
legend() 的位置与数据重叠 | 图例挡住曲线 | 换 loc 或设 frameon=False |
忘了 , 解包 plot 返回值 | line_high 是列表 | 用 line, = ax.plot(...) 解包 |
set_title 忘记 fontweight | 标题不够醒目 | 用 fontweight="bold" |
多个 set_xxx 重复书写 | 代码冗长 | 用 ax.set(...) 合并 |
章末练习
基础
- 画一张图,设置标题为「成绩趋势」、粗体、16 号、居中。
- 画两条线并加图例,把图例放在右上角。
- 用
ax.set一次设置标题与两个轴标签。
提高
- 画三条线,用
handles/labels让图例只包含其中两条,并给图例加title。 - 让图例排成 2 列、去掉边框(
frameon=False),说明ncol与frameon的作用。
挑战
- 画四组数据的四条线,用
loc="best"、ncol=2,再尝试其他loc,对比哪种布局更优,并说明判断依据。 - 思考并实验:同一函数里调用两次
ax.legend()会发生什么?多次ax.plot带相同label会怎样?用代码验证,并在图例条目去重的话题上给出结论。
章末自测
每题选择一个最佳答案。本书不附答案:完成后交由老师或 AI 老师批改讲解。
- 设置标题的方法?
- A.
ax.title() - B.
ax.set_title() - C.
plt.set_title() - D.
ax.label()
- A.
set_title(..., loc="left")表示?- A. 标题靠左
- B. 标题靠右
- C. 标题居中
- D. 隐藏标题
- 图例要显示某条线,画线时必须?
- A. 设置
label - B. 设置
color - C. 设置
legend=True - D. 什么都不用
- A. 设置
ax.legend(loc="lower right")把图例放在?- A. 左上
- B. 右下
- C. 左下
- D. 右上
ncol=3的作用是?- A. 图例有三列
- B. 图例有三行
- C. 有三条线
- D. 图例字号为 3
- 想只让部分对象进图例,用?
- A.
ax.legend(loc=...) - B.
ax.legend(handles=[...], labels=[...]) - C.
ax.legend(ncol=1) - D.
ax.legend(frameon=False)
- A.
ax.set(xlabel=..., ylabel=..., title=...)的作用是?- A. 创建三个坐标系
- B. 一次设置多个标签
- C. 设置三个图例
- D. 设置数据范围
line_high, = ax.plot(...)中的逗号作用?- A. 设置线型
- B. 从返回的列表里解包出唯一一条线
- C. 换行
- D. 删除线
- 没写
label就legend()会?- A. 报错
- B. 出现
UserWarning,图例为空 - C. 图例显示全部线
- D. 程序退出
- 以
_开头的label会被图例?- A. 优先显示
- B. 忽略
- C. 显示为下划线
- D. 报错