Matplotlib 刻度定位器：为易读图表定义刻度位置

简介

在本教程中，我们将学习如何使用刻度定位器（tick locators）在 matplotlib 绘图中定义刻度的位置。刻度定位器通过定义 x 轴和 y 轴上刻度的位置，有助于使绘图更具可读性。我们将介绍不同类型的刻度定位器，以及如何在 matplotlib 绘图中实现它们。

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导入库

第一步是导入必要的库。我们将使用 matplotlib.pyplot 和 matplotlib.ticker。

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

设置绘图

接下来，我们将通过创建一个图形和一个子图数组来设置绘图。我们还将定义一个 setup 函数，该函数为示例中的坐标轴设置通用参数。

fig, axs = plt.subplots(8, 1, figsize=(8, 6))

def setup(ax, title):
    """Set up common parameters for the Axes in the example."""
    ## only show the bottom spine
    ax.yaxis.set_major_locator(ticker.NullLocator())
    ax.spines[['left', 'right', 'top']].set_visible(False)

    ax.xaxis.set_ticks_position('bottom')
    ax.tick_params(which='major', width=1.00, length=5)
    ax.tick_params(which='minor', width=0.75, length=2.5)
    ax.set_xlim(0, 5)
    ax.set_ylim(0, 1)
    ax.text(0.0, 0.2, title, transform=ax.transAxes,
            fontsize=14, fontname='Monospace', color='tab:blue')

定义空刻度定位器

空刻度定位器是一种不在轴上放置任何刻度的定位器。我们可以使用 ticker.NullLocator() 来定义空刻度定位器。

setup(axs[0], title="NullLocator()")
axs[0].xaxis.set_major_locator(ticker.NullLocator())
axs[0].xaxis.set_minor_locator(ticker.NullLocator())

定义多重定位器

多重定位器是一种以固定间隔放置刻度的定位器。我们可以使用 ticker.MultipleLocator() 来定义多重定位器。

setup(axs[1], title="MultipleLocator(0.5, offset=0.2)")
axs[1].xaxis.set_major_locator(ticker.MultipleLocator(0.5, offset=0.2))
axs[1].xaxis.set_minor_locator(ticker.MultipleLocator(0.1))

定义固定定位器

固定定位器是一种在固定位置放置刻度的定位器。我们可以使用 ticker.FixedLocator() 来定义固定定位器。

setup(axs[2], title="FixedLocator([0, 1, 5])")
axs[2].xaxis.set_major_locator(ticker.FixedLocator([0, 1, 5]))
axs[2].xaxis.set_minor_locator(ticker.FixedLocator(np.linspace(0.2, 0.8, 4)))

定义线性定位器

线性定位器是一种在线性尺度上以固定间隔放置刻度的定位器。我们可以使用 ticker.LinearLocator() 来定义线性定位器。

setup(axs[3], title="LinearLocator(numticks=3)")
axs[3].xaxis.set_major_locator(ticker.LinearLocator(3))
axs[3].xaxis.set_minor_locator(ticker.LinearLocator(31))

定义索引定位器

索引定位器是一种在索引尺度上以固定间隔放置刻度的定位器。我们可以使用 ticker.IndexLocator() 来定义索引定位器。

setup(axs[4], title="IndexLocator(base=0.5, offset=0.25)")
axs[4].plot([0]*5, color='white')
axs[4].xaxis.set_major_locator(ticker.IndexLocator(base=0.5, offset=0.25))

定义自动定位器

自动定位器是一种能自动以固定间隔放置刻度的定位器。我们可以使用 ticker.AutoLocator() 来定义自动定位器。

setup(axs[5], title="AutoLocator()")
axs[5].xaxis.set_major_locator(ticker.AutoLocator())
axs[5].xaxis.set_minor_locator(ticker.AutoMinorLocator())

定义最大刻度数定位器

最大刻度数定位器是一种在轴上放置最大数量刻度的定位器。我们可以使用 ticker.MaxNLocator() 来定义最大刻度数定位器。

setup(axs[6], title="MaxNLocator(n=4)")
axs[6].xaxis.set_major_locator(ticker.MaxNLocator(4))
axs[6].xaxis.set_minor_locator(ticker.MaxNLocator(40))

定义对数定位器

对数定位器是一种在对数尺度上以固定间隔放置刻度的定位器。我们可以使用 ticker.LogLocator() 来定义对数定位器。

setup(axs[7], title="LogLocator(base=10, numticks=15)")
axs[7].set_xlim(10**3, 10**10)
axs[7].set_xscale('log')
axs[7].xaxis.set_major_locator(ticker.LogLocator(base=10, numticks=15))

显示图表

最后，我们可以使用 plt.show() 来显示图表。

plt.tight_layout()
plt.show()

总结

在本教程中，我们学习了如何使用刻度定位器在 matplotlib 图表中定义刻度的位置。我们介绍了不同类型的刻度定位器以及如何在 matplotlib 图表中实现它们。这有助于使图表更具可读性和信息性。