python - 散点图无法正确调整 matplotlib 中的绘图范围

Question

我正在使用 matplotlib 中的 plt.plot 和 plt.scatter 绘制两个高斯曲线(一个以 0 为中心，另一个以 100 为中心) > 版本 2.2.3。无论出于何种原因，子图都不会针对散点图中第二条曲线的情况自动调整绘图范围。

当然我可以手动完成——在这个简单的情况下——但实际上我拥有的是一个大网格，我不想一一设置范围。

这是怎么回事？有什么办法可以解决吗？

这是我的代码:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

mu1, sigma1 = 0, 1
x1 = mu1 + sigma1 * np.random.randn(10000)
hist1, bins1 = np.histogram(x1, bins='auto', density=True)
center1 = (bins1[:-1] + bins1[1:]) / 2

mu2, sigma2 = 100, 15
x2 = mu2 + sigma2 * np.random.randn(10000)
hist2, bins2 = np.histogram(x2, bins='auto', density=True)
center2 = (bins2[:-1] + bins2[1:]) / 2

plt.subplot(2, 2, 1)
plt.plot(center1, hist1)
plt.text(2, 0.27, 'plot\n$\\mu$ = 0 \n$\\sigma$ = 1')
plt.subplot(2, 2, 2)
plt.scatter(center1, hist1)
plt.text(2, 0.27, 'scatter\n$\\mu$ = 0 \n$\\sigma$ = 1')
plt.subplot(2, 2, 3)
plt.plot(center2, hist2)
plt.text(127, 0.02, 'plot\n$\\mu$ = 100 \n$\\sigma$ = 15')
plt.subplot(2, 2, 4)
plt.scatter(center2, hist2)
plt.text(127, 0.02, 'scatter\n$\\mu$ = 100 \n$\\sigma$ = 15')

plt.show()

所以输出是:

如果有人可以提供帮助，我会很高兴，提前致谢。任何答案或评论将不胜感激。

Answer 1

集合的自动缩放(分散生成 PathCollection)仍然是 unsolved problem ，尽管正在讨论解决方法的想法。

在上面的示例中，一个奇怪的解决方案是在创建散点之前向轴添加一个空图 plt.plot()。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

mu1, sigma1 = 0, 1
x1 = mu1 + sigma1 * np.random.randn(10000)
hist1, bins1 = np.histogram(x1, bins='auto', density=True)
center1 = (bins1[:-1] + bins1[1:]) / 2

mu2, sigma2 = 100, 15
x2 = mu2 + sigma2 * np.random.randn(10000)
hist2, bins2 = np.histogram(x2, bins='auto', density=True)
center2 = (bins2[:-1] + bins2[1:]) / 2


plt.subplot(2, 2, 1)
plt.plot(center1, hist1)
plt.text(2, 0.27, 'plot\n$\\mu$ = 0 \n$\\sigma$ = 1')
plt.subplot(2, 2, 2)
plt.plot()                      ## <== empty plot
plt.scatter(center1, hist1)
plt.text(2, 0.27, 'scatter\n$\\mu$ = 0 \n$\\sigma$ = 1')
plt.subplot(2, 2, 3)
plt.plot(center2, hist2)
plt.text(127, 0.02, 'plot\n$\\mu$ = 100 \n$\\sigma$ = 15')
plt.subplot(2, 2, 4)
plt.plot()                      ## <== empty plot
plt.scatter(center2, hist2)
plt.text(127, 0.02, 'scatter\n$\\mu$ = 100 \n$\\sigma$ = 15')

plt.show()

上面的内容更像是一个笑话，尽管它在这种特殊情况下有效。更严肃的解决方案是创建实际数据的绘图，然后直接将其删除。这足以让自动缩放在散点数据范围内按预期工作。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

mu1, sigma1 = 0, 1
x1 = mu1 + sigma1 * np.random.randn(10000)
hist1, bins1 = np.histogram(x1, bins='auto', density=True)
center1 = (bins1[:-1] + bins1[1:]) / 2

mu2, sigma2 = 100, 15
x2 = mu2 + sigma2 * np.random.randn(10000)
hist2, bins2 = np.histogram(x2, bins='auto', density=True)
center2 = (bins2[:-1] + bins2[1:]) / 2


plt.subplot(2, 2, 1)
plt.plot(center1, hist1)
plt.text(2, 0.27, 'plot\n$\\mu$ = 0 \n$\\sigma$ = 1')
plt.subplot(2, 2, 2)
sentinel, = plt.plot(center1, hist1)            ## <== sentinel plot
sentinel.remove()
plt.scatter(center1, hist1)
plt.text(2, 0.27, 'scatter\n$\\mu$ = 0 \n$\\sigma$ = 1')
plt.subplot(2, 2, 3)
plt.plot(center2, hist2)
plt.text(127, 0.02, 'plot\n$\\mu$ = 100 \n$\\sigma$ = 15')
plt.subplot(2, 2, 4)
sentinel, = plt.plot(center2, hist2)            ## <== sentinel plot
sentinel.remove()
plt.scatter(center2, hist2)
plt.text(127, 0.02, 'scatter\n$\\mu$ = 100 \n$\\sigma$ = 15')


plt.show()

最后，考虑到在绘图网格较大的情况下，您当前无论如何都需要手动调整文本的位置。因此，这里真正的解决方案是创建一个为每个轴调用的函数，并让它自动完成所有操作。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.offsetbox import AnchoredText

def plot_my_hist(mu, sigma, ax=None):
    ax = ax or plt.gca()
    x = mu + sigma * np.random.randn(10000)
    hist, bins = np.histogram(x, bins='auto', density=True)
    center = (bins[:-1] + bins[1:]) / 2
    # Plot
    sentinel, = ax.plot(center, hist)      ## <== sentinel plot
    sentinel.remove()
    ax.scatter(center, hist)
    # Annotation
    at = AnchoredText(f'scatter\n$\\mu$ = {mu} \n$\\sigma$ = {sigma}',
                      loc='upper right')
    ax.add_artist(at)

mus = [0, 0, 12, 12, 100, 100]
sigmas = [1, 15, 1, 15, 1, 15]
fig, axes = plt.subplots(ncols=3, nrows=2, figsize=(10,6))

for ax, mu, sigma in zip(axes.T.flat, mus, sigmas):
    plot_my_hist(mu, sigma, ax=ax)


fig.tight_layout()
plt.show()