如何创造一个基本的传奇色彩线？

Question

我目前正在完成一个更大的项目，最后一部分是添加一个简单的图例到一个多色线的情节。这行只包含两种不同的颜色。在

下图显示了创建时的绘图。

下一张图片显示了同样的图，分辨率更高。

图中显示了地球和火星之间的距离。三月到八月，这条线是橙色的，其他月份是蓝色的。图例应该出现在绘图右上角的一个简单的框中，为使用的颜色分别显示一个标签。像this这样的东西会很好。在

图中的数据来自一个我命名为master_array的巨大矩阵。在展示这个问题所涉及的情节之前，它包含了很多对于一些任务来说是必要的信息。 对于我正在挣扎的绘图来说，重要的是第0、1和6列，它们包含日期、相关日期的行星之间的距离，在第6列中，我设置了一个标志，以确定给定的点是否属于“三月至八月”集合（0表示九月-二月/“冬季”，1表示三月-八月/“夏季”）。master_array是一个numpy数组，dtype是float64。它包含大约45k个数据点。在

它看起来像：

In [3]: master_array
Out[3]: 
array([[ 1.89301010e+07,  1.23451036e+00, -8.10000000e+00, ...,
         1.00000000e+00,  1.00000000e+00,  1.89300000e+03],
       [ 1.89301020e+07,  1.24314818e+00, -8.50000000e+00, ...,
         2.00000000e+00,  1.00000000e+00,  1.89300000e+03],
       [ 1.89301030e+07,  1.25179997e+00, -9.70000000e+00, ...,
         3.00000000e+00,  1.00000000e+00,  1.89300000e+03],
       ...,
       [ 2.01903100e+07,  1.84236878e+00,  7.90000000e+00, ...,
         1.00000000e+01,  3.00000000e+00,  2.01900000e+03],
       [ 2.01903110e+07,  1.85066892e+00,  5.50000000e+00, ...,
         1.10000000e+01,  3.00000000e+00,  2.01900000e+03],
       [ 2.01903120e+07,  1.85894904e+00,  9.40000000e+00, ...,
         1.20000000e+01,  3.00000000e+00,  2.01900000e+03]])

这是获取我在开头描述的绘图的函数：

^{pr2}$

在更大的脚本中还有另一个函数（散点图）来标记曲线的最小值和最大值，但我想这在这里并不重要。在

我已经尝试了this生成了一个图例，它显示了一个垂直的颜色条和一个标签，以及this question答案中描述的两个选项，因为它看起来更像我的目标，但无法使其适用于我的案例。在

也许我应该补充一下，我只是python的初学者，这是我的第一个项目，所以我不熟悉matplotlib更深层的功能，这可能是为什么我不能定制上述答案，使其在我的情况下工作的原因。在

---

更新

感谢用户ImportanceOfBeingErnest的帮助，我做了一些改进：

import matplotlib.dates as mdates
from matplotlib.collections import LineCollection
from matplotlib.colors import ListedColormap
from matplotlib.lines import Line2D

def md_plot4(dt64=np.array, md=np.array, swFilter=np.array):
    y, m, d = dt64.astype(int) // np.c_[[10000, 100, 1]] % np.c_[[10000, 100, 100]]
    dt64 = y.astype('U4').astype('M8') + (m-1).astype('m8[M]') + (d-1).astype('m8[D]')

    z = np.unique(swFilter)

    cmap = ListedColormap(['b','darkorange'])

    fig = plt.figure('Test')
    plt.title("Test", loc='left', wrap=True)
    plt.xlabel("Zeit in Jahren\n")
    plt.xticks(rotation = 45)
    plt.ylabel("Marsdistanz in AE\n(1 AE = 149.597.870,7 km)")
#    plt.legend(loc='upper right', frameon=True) # worked formerly
    ax=plt.gca()
    plt.style.use('seaborn-whitegrid')
    #plt.style.use('classic')

#convert dates to numbers first
    inxval = mdates.date2num(dt64)
    points = np.array([inxval, md]).T.reshape(-1,1,2)
    segments = np.concatenate([points[:-1],points[1:]], axis=1)

    lc = LineCollection(segments, array=z, cmap=plt.cm.get_cmap(cmap), 
                        linewidth=3)
# set color to s/w values
    lc.set_array(swFilter)
    ax.add_collection(lc)
    fig.colorbar(lc)


    loc = mdates.AutoDateLocator()
    ax.xaxis.set_major_locator(loc)
    ax.xaxis.set_major_formatter(mdates.AutoDateFormatter(loc))

    ax.autoscale_view()

    def make_proxy(zvalue, scalar_mappable, **kwargs):
        color = scalar_mappable.cmap(scalar_mappable.norm(zvalue))
        return Line2D([0, 1], [0, 1], color=color, **kwargs)
    proxies = [make_proxy(item, lc, linewidth=2) for item in z]
    ax.legend(proxies, ['Winter', 'Summer'])


    plt.show()

md_plot4(dt64, md, swFilter)

+优点：

它显示了一个图例，并且根据标签显示了正确的颜色。在

-还有什么需要优化：

1）图例不在方框中，图例的“线”干扰了绘图的底层。正如用户ImportanceOfBeingErnest指出的，这是由于使用plt.style.use('seaborn-whitegrid')造成的。因此，如果有一种方法可以将plt.style.use('seaborn-whitegrid')与{}的图例样式一起使用，这可能会有所帮助。 2） 更大的问题是colorbar。我将fig.colorbar(lc)行添加到原始代码中，以实现我根据this answer查找的内容。在

所以我尝试了一些其他的改变：

我使用了plt.style.use('classic')以我需要的方式获得了一个图例，但这使我失去了前面提到的plt.style.use('seaborn-whitegrid')的漂亮样式。此外，我根据前面提到的answer禁用了前面添加的colorbar行。在

我得到的是：

import matplotlib.dates as mdates
from matplotlib.collections import LineCollection
from matplotlib.colors import ListedColormap
from matplotlib.lines import Line2D

def md_plot4(dt64=np.array, md=np.array, swFilter=np.array):
    y, m, d = dt64.astype(int) // np.c_[[10000, 100, 1]] % np.c_[[10000, 100, 100]]
    dt64 = y.astype('U4').astype('M8') + (m-1).astype('m8[M]') + (d-1).astype('m8[D]')

    z = np.unique(swFilter)

    cmap = ListedColormap(['b','darkorange'])

    #fig =
    plt.figure('Test')
    plt.title("Test", loc='left', wrap=True)
    plt.xlabel("Zeit in Jahren\n")
    plt.xticks(rotation = 45)
    plt.ylabel("Marsdistanz in AE\n(1 AE = 149.597.870,7 km)")
#    plt.legend(loc='upper right', frameon=True) # worked formerly
    ax=plt.gca()
    #plt.style.use('seaborn-whitegrid')
    plt.style.use('classic')

#convert dates to numbers first
    inxval = mdates.date2num(dt64)
    points = np.array([inxval, md]).T.reshape(-1,1,2)
    segments = np.concatenate([points[:-1],points[1:]], axis=1)

    lc = LineCollection(segments, array=z, cmap=plt.cm.get_cmap(cmap), 
                        linewidth=3)
# set color to s/w values
    lc.set_array(swFilter)
    ax.add_collection(lc)
    #fig.colorbar(lc)


    loc = mdates.AutoDateLocator()
    ax.xaxis.set_major_locator(loc)
    ax.xaxis.set_major_formatter(mdates.AutoDateFormatter(loc))

    ax.autoscale_view()

    def make_proxy(zvalue, scalar_mappable, **kwargs):
        color = scalar_mappable.cmap(scalar_mappable.norm(zvalue))
        return Line2D([0, 1], [0, 1], color=color, **kwargs)
    proxies = [make_proxy(item, lc, linewidth=2) for item in z]
    ax.legend(proxies, ['Winter', 'Summer'])


    plt.show()

md_plot4(dt64, md, swFilter)

+优点：

它以我需要的方式展示了传奇。在

它不再显示颜色条了。在

-什么是优化：

情节不再是五彩缤纷了。在

传说也不是。在

classic样式不是我之前解释过的那样。。。在

---

所以如果有人有好的建议，请告诉我！在

我使用的是numpy版本1.16.2和matplotlib版本3.0.3

Answer 1

要在matplotlib中获得多色绘图，请标记绘图，然后调用^{}函数。下面的示例代码取自link，但由于链接断开，以下是文章。。在

这里使用的图表是一条直线，但同样的原则也适用于其他图表类型，正如您从other SO answer中看到的一样

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

y = [2,4,6,8,10,12,14,16,18,20]
y2 = [10,11,12,13,14,15,16,17,18,19]
x = np.arange(10)
fig = plt.figure()
ax = plt.subplot(111)
ax.plot(x, y, label='$y = numbers')
ax.plot(x, y2, label='$y2 = other numbers')
plt.title('Legend inside')
ax.legend()
plt.show()

此代码将显示以下图像（图表中有图例）

希望这有帮助

Answer 2

因此，下面是如何为一条多色线创建一个基本图例的答案，为每种使用的颜色包含多个标签，而不在绘图旁边显示颜色条（标准颜色栏，图例中没有任何内容；有关问题的更多信息，请参阅原始问题的更新）：

多亏了大量有用的注释，我想出了在LineCollection()中添加一个规范，以避免在通过禁用fig.colorbar()删除颜色条时以单色线结束（另请参见this） 要添加的附加参数（在本例中为“norm”）是norm=plt.Normalize(z.min(), z.max())，其中z是一个数组，它包含负责不同颜色段的信息。注意，z只需要为每个不同的颜色保存一个元素。这就是为什么我将我的swFilter数组包装到np.unique()中，该数组由每个数据点的一个标志组成。在

为了在一个不接触plt.style.use()的框中获得一个正确的图例，我只需向ax.legend()添加正确的参数。在我的例子中，一个简单的frameon=True就完成了这项工作。在

结果如下：

代码如下：

import matplotlib.dates as mdates
from matplotlib.collections import LineCollection
from matplotlib.colors import ListedColormap
from matplotlib.lines import Line2D

def md_plot4(dt64=np.array, md=np.array, swFilter=np.array):
    y, m, d = dt64.astype(int) // np.c_[[10000, 100, 1]] % np.c_[[10000, 100, 100]]
    dt64 = y.astype('U4').astype('M8') + (m-1).astype('m8[M]') + (d-1).astype('m8[D]')

    z = np.unique(swFilter)

    cmap = ListedColormap(['b','darkorange'])

    #fig =
    plt.figure('Test')
    plt.title("Marsdistanz unter Berücksichtigung der Halbjahre der steigenden und sinkenden Temperaturen\n",
              loc='left', wrap=True)
    plt.xlabel("Zeit in Jahren\n")
    plt.xticks(rotation = 45)
    plt.ylabel("Marsdistanz in AE\n(1 AE = 149.597.870,7 km)")
    plt.tight_layout()
    ax=plt.gca()
    plt.style.use('seaborn-whitegrid')

#convert dates to numbers first
    inxval = mdates.date2num(dt64)
    points = np.array([inxval, md]).T.reshape(-1,1,2)
    segments = np.concatenate([points[:-1],points[1:]], axis=1)

    lc = LineCollection(segments, array=z, cmap=plt.cm.get_cmap(cmap),
                        linewidth=3, norm=plt.Normalize(z.min(), z.max()))
# set color to s/w values
    lc.set_array(swFilter)
    ax.add_collection(lc)

    loc = mdates.AutoDateLocator()
    ax.xaxis.set_major_locator(loc)
    ax.xaxis.set_major_formatter(mdates.AutoDateFormatter(loc))

    ax.autoscale_view()

    def make_proxy(zvalue, scalar_mappable, **kwargs):
        color = scalar_mappable.cmap(scalar_mappable.norm(zvalue))
        return Line2D([0, 1], [0, 1], color=color, **kwargs)
    proxies = [make_proxy(item, lc, linewidth=2) for item in z]
    ax.legend(proxies, ['Halbjahr der sinkenden \nTemperaturen',
                        'Halbjahr der steigenden \nTemperaturen'], frameon=True)

    plt.show()

md_plot4(dt64, md, swFilter)

---

请注意，我添加了plt.tight_layout()，以确保在窗口模式下显示绘图标题和轴的描述，而没有任何截止线。在

新问题现在（由于添加tight_layout()）绘图得到了水平压缩，即使在绘图的右侧有很多可用的空间（调用时colorbar将出现的地方）。在

这需要另一个修复，但目前我不知道如何修复。因此，如果有人知道如何防止在窗口模式下，图的标题和轴的描述被切断，我将非常感谢你的评论。在