如何在 Matplotlib/Python 中使用虚线负数默认样式 + 线条颜色？

Question

使用 Python/Matplotlib 绘制等高线图时，默认行为（对于 1 种颜色）是用虚线表示负值。这是我想要的功能。但是，如果我设置线条的颜色，所有线条都会被绘制为实心。我想将虚线底片和自定义颜色结合起来。

如何绘制彩色线条并保持负虚线样式？

下面，我复制（稍作修改）本教程中的示例：https://www.oreilly.com/library/view/python-data-science/9781491912126/ch04.html

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

x = np.linspace(0, 5, 50)
y = np.linspace(0, 5, 40)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
def f(x, y):
    return np.sin(x) ** 10 + np.cos(10 + y * x) * np.cos(x)
Z = f(X, Y)

# Default: 1 color, negatives are dashed
plt.contour(X, Y, Z, colors='black')
plt.show()

# Set colormap: all lines are solid
plt.contour(X, Y, Z, cmap='RdBu')
plt.show()

# Set individual colors: all solid lines
plt.contour(X, Y, Z, colors=['b','b','b','r','r','r','r','r'])
plt.show()

默认：负数是虚线。

通过颜色图设置颜色：所有颜色都变成了实心。

设置单独的颜色：再次全部纯色。我希望这里的蓝线自动变成虚线，因为它们是负值。

Answer 1

不幸的是，负值的不同线型的特征并没有暴露给用户。它与线条是否使用单一颜色有关。这会切换一个属性monochrome，该属性又决定是否更改线条样式。

因此，一个快速的方法是将属性设置monochrome为 True 并重置线条样式。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.linspace(0, 5, 50)
y = np.linspace(0, 5, 40)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
def f(x, y):
    return np.sin(x) ** 10 + np.cos(10 + y * x) * np.cos(x)
Z = f(X, Y)


cntr = plt.contour(X, Y, Z, cmap='RdBu')
cntr.monochrome = True
for col, ls in zip(cntr.collections, cntr._process_linestyles()):
    col.set_linestyle(ls)

plt.show()

由于这使用了私有._process_linestyles()属性，因此不建议在生产代码中使用它；而是使用@WarrenWeckesser 的答案或下面的选项。

这里我想指出的是linestyles根据级别设置先验的选项：

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

x = np.linspace(0, 5, 50)
y = np.linspace(0, 5, 40)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
def f(x, y):
    return np.sin(x) ** 10 + np.cos(10 + y * x) * np.cos(x)
Z = f(X, Y)


loc = matplotlib.ticker.MaxNLocator(7)
lvls = loc.tick_values(Z.min(), Z.max())
cntr = plt.contour(X, Y, Z, levels=lvls, cmap='RdBu', 
                   linestyles=np.where(lvls >= 0, "-", "--"))

plt.show()