Matplotlib - 刻度定位器

在一般的圖形和繪圖中，刻度在透過小線段表示 x 和 y 軸的比例尺方面起著至關重要的作用，提供了對相關值的清晰指示。另一方面，刻度定位器定義了這些刻度沿軸線的位置，提供了比例尺的視覺表示。

下圖顯示了圖形上的主刻度和次刻度 -

Matplotlib 中的刻度定位器

Matplotlib 提供了一種透過其刻度定位器來控制軸上刻度位置的機制。matplotlib.ticker 模組包含用於配置刻度定位和格式化的類。這些類包括通用刻度定位器、格式化器和特定於領域的自定義刻度定位器。雖然定位器不知道主刻度或次刻度，但它們由 Axis 類使用以支援主刻度和次刻度的定位和格式化。

不同的刻度定位器

matplotlib 在其 ticker 模組中提供了不同的刻度定位器，允許使用者自定義軸上的刻度位置。一些刻度定位器包括 -

AutoLocator
MaxNLocator
LinearLocator
LogLocator
MultipleLocator
FixedLocator
IndexLocator
NullLocator
SymmetricalLogLocator
AsinhLocator
LogitLocator
AutoMinorLocator
定義自定義定位器

基本設定

在深入研究特定的刻度定位器之前，讓我們建立一個通用的設定函式來繪製帶有刻度的圖形。

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

def draw_ticks(ax, title):
   # it shows the bottom spine only
   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')

現在，讓我們探索每個刻度定位器的運作方式。

自動定位器

AutoLocator 和 AutoMinorLocator 分別用於自動確定軸上主刻度和次刻度的位置。

示例

此示例演示瞭如何使用 AutoLocator 和 AutoMinorLocator 自動處理軸上主刻度和次刻度的位置。

# Auto Locator
fig, ax = plt.subplots(1,1,figsize=(7,1.5), facecolor='#eaffff')
plt.subplots_adjust(bottom=0.3, top=0.6, wspace=0.2, hspace=0.4) 
draw_ticks(ax, title="AutoLocator() and AutoMinorLocator()")
ax.xaxis.set_major_locator(ticker.AutoLocator())
ax.xaxis.set_minor_locator(ticker.AutoMinorLocator())
ax.set_title('Auto Locator and Auto Minor Locator')
plt.show()

輸出

空定位器

NullLocator 不會在軸上放置任何刻度。

示例

讓我們看看以下 NullLocator 的工作示例。

# Null Locator
fig, ax = plt.subplots(1,1,figsize=(7,1.5), facecolor='#eaffff')
plt.subplots_adjust(bottom=0.3, top=0.6, wspace=0.2, hspace=0.4) 
draw_ticks(ax, title="NullLocator()")
ax.xaxis.set_major_locator(ticker.NullLocator())
ax.xaxis.set_minor_locator(ticker.NullLocator())
ax.set_title('Null Locator (No ticks)')
plt.show()

輸出

多重定位器

MultipleLocator() 類允許刻度位於指定基數的倍數處，支援整數和浮點值。

示例

以下示例演示瞭如何使用 MultipleLocator() 類。

# Multiple Locator
fig, ax = plt.subplots(1,1,figsize=(7,1.5), facecolor='#eaffff')
plt.subplots_adjust(bottom=0.3, top=0.6, wspace=0.2, hspace=0.4) 
draw_ticks(ax, title="MultipleLocator(0.5)")
ax.xaxis.set_major_locator(ticker.MultipleLocator(0.5))
ax.xaxis.set_minor_locator(ticker.MultipleLocator(0.1))
ax.set_title('Multiple Locator')
plt.show()

輸出

固定定位器

FixedLocator() 在指定固定的位置放置刻度。

示例

這是一個使用 FixedLocator() 類的示例。

# Fixed Locator
fig, ax = plt.subplots(1,1,figsize=(7,1.5), facecolor='#eaffff')
plt.subplots_adjust(bottom=0.3, top=0.6, wspace=0.2, hspace=0.4) 
draw_ticks(ax, title="FixedLocator([0, 1, 3, 5])")
ax.xaxis.set_major_locator(ticker.FixedLocator([0, 1, 3, 5]))
ax.xaxis.set_minor_locator(ticker.FixedLocator(np.linspace(0.2, 0.8, 4)))
ax.set_title('Fixed Locator')
plt.show()

輸出

線性定位器

LinearLocator 在指定的最小值和最大值之間均勻地間隔刻度。

示例

這是一個將線性定位器應用於軸的主刻度和次刻度的示例。

# Linear Locator
fig, ax = plt.subplots(1,1,figsize=(7,1.5), facecolor='#eaffff')
plt.subplots_adjust(bottom=0.3, top=0.6, wspace=0.2, hspace=0.4) 
draw_ticks(ax, title="LinearLocator(numticks=3)")
ax.xaxis.set_major_locator(ticker.LinearLocator(3))
ax.xaxis.set_minor_locator(ticker.LinearLocator(10))
ax.set_title('Linear Locator')
plt.show()

輸出

索引定位器

此定位器適用於索引圖，其中 x = range(len(y))。

示例

這是一個使用索引定位器 (ticker.IndexLocator() 類) 的示例。

# Index Locator
fig, ax = plt.subplots(1,1,figsize=(7,1.5), facecolor='#eaffff')
plt.subplots_adjust(bottom=0.3, top=0.6, wspace=0.2, hspace=0.4) 
draw_ticks(ax, title="IndexLocator(base=0.5, offset=0.25)")
ax.plot([0]*5, color='white')
ax.xaxis.set_major_locator(ticker.IndexLocator(base=0.5, offset=0.25))
ax.set_title('Index Locator')
plt.show()

輸出

MaxN 定位器

MaxNLocator 找到最多一定數量的具有良好位置刻度的區間。

示例

這是一個使用 MaxNLocator() 類對主刻度和次刻度進行操作的示例。

# MaxN Locator
fig, ax = plt.subplots(1,1,figsize=(7,1.5), facecolor='#eaffff')
plt.subplots_adjust(bottom=0.3, top=0.6, wspace=0.2, hspace=0.4) 
draw_ticks(ax, title="MaxNLocator(n=4)")
ax.xaxis.set_major_locator(ticker.MaxNLocator(4))
ax.xaxis.set_minor_locator(ticker.MaxNLocator(40))
ax.set_title('MaxN Locator')
plt.show()

輸出

對數定位器

LogLocator 用於從 min 到 max 對數地間隔刻度。

示例

讓我們看看使用對數定位器的示例。它顯示了對數刻度上的次刻度標籤。

# Log Locator
fig, ax = plt.subplots(1,1,figsize=(7,1.5), facecolor='#eaffff')
plt.subplots_adjust(bottom=0.3, top=0.6, wspace=0.2, hspace=0.4) 
draw_ticks(ax, title="LogLocator(base=10, numticks=15)")
ax.set_xlim(10**3, 10**10)
ax.set_xscale('log')
ax.xaxis.set_major_locator(ticker.LogLocator(base=10, numticks=15))
ax.set_title('Log Locator')
plt.show()

輸出

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