Matplotlib：颜色和线条样式由两个带有单独图例的不同变量组成

Question

我有一个绘图，其中每条线都由变量a的值着色，而线型由变量b的值：

import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# some data
x = np.array([[1, 2, 0.1, 0.5], [2, 3, 0.1, 0.5], 
              [1, 4, 0.4, 0.8], [2, 1, 0.4, 0.8],
              [1, 1, 0.1, 0.8], [2, 3, 0.1, 0.8], 
              [1, 3, 0.4, 0.5], [2, 3, 0.4, 0.5]])
df = pd.DataFrame(x)
df.columns = ["x", "y", "a", "b"]
df.head()

# define color scheme and line style
colors = ["C1", "C2", "C3"]
linestyles = ['-', "--", ":"]


for a_idx, a in enumerate(np.unique(df["a"])):
    for b_idx, b in enumerate(np.unique(df["b"])):
        df2 = df[df["a"] == a]
        df2 = df2[df2["b"] == b]
        plt.plot(df2["x"], df2["y"], c = colors[a_idx], ls = linestyles[b_idx])
plt.legend(['a = 0.1, b = 0.5', 'a = 0.1, b = 0.8', 
            'a = 0.4, b = 0.5', 'a = 0.4, b = 0.8'])
plt.show()

现在，我想对颜色和线型使用单独的图例，因此，一个带有标题a的框和两个值为0.1、0.4的彩色线，另一个带有标题b的框以及两个具有不同线型的值为0.5和0.8的线。

也可以只具有一个框，但将颜色和线型分开一定的空间。

Answer 1

你可以做这样的事情

import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt


# some data
x = np.array([[1, 2, 0.1, 0.5], [2, 3, 0.1, 0.5], 
              [1, 4, 0.4, 0.8], [2, 1, 0.4, 0.8],
              [1, 1, 0.1, 0.8], [2, 3, 0.1, 0.8], 
              [1, 3, 0.4, 0.5], [2, 3, 0.4, 0.5]])
df = pd.DataFrame(x)
df.columns = ["x", "y", "a", "b"]
df.head()

# define color scheme and line style
colors = ["C1", "C2", "C3"]
linestyles = ['-', "--", ":"]

fig, axes = plt.subplots()

for a_idx, a in enumerate(np.unique(df["a"])):
    for b_idx, b in enumerate(np.unique(df["b"])):
        df2 = df[df["a"] == a]
        df2 = df2[df2["b"] == b]
        axes.plot(df2["x"], df2["y"], c = colors[a_idx], ls = linestyles[b_idx])

#dummy lines with NO entries, just to create the black style legend
dummy_lines = []
for b_idx, b in enumerate(np.unique(df["b"])):
    dummy_lines.append(axes.plot([],[], c="black", ls = linestyles[b_idx])[0])
lines = axes.get_lines()
legend1 = plt.legend([lines[i] for i in [0,2]], ["a = 0.1", "a = 0.4"], loc=1)
legend2 = plt.legend([dummy_lines[i] for i in [0,1]], ["b = 0.5", "b = 0.8"], loc=4)
axes.add_artist(legend1)

plt.show()

基本思想是，您可以通过调用plt.legend()而axes.add_artist()不是仅调用plt.legend（）` 添加自己的图例。这使您可以根据需要添加任意多个图例。现在，您只需选择与每个图解相关的线，并为每个图例中的每个条目设置标题。

要为不同样式创建黑色图例，我们必须添加“虚拟”线，该线不包含单个点（因此它们在图本身中不可见，但可以在图例中引用以更改颜色）。这是可行的，但似乎是个古怪的技巧。对于较小的示例，这将毫无问题地起作用，但是对于大型项目，这不是最佳解决方案。因此，如果有人知道更好的解决方案，请告诉我！

这创建了这个情节