获取 matplotlib 颜色循环状态

Question

是否可以查询matplotlib颜色循环的当前状态？换句话说，是否有一个函数get_cycle_state可以像下面这样工作？

>>> plot(x1, y1)
>>> plot(x2, y2)
>>> state = get_cycle_state()
>>> print state
2

我希望状态可以成为绘制图形中下一个要使用的颜色的索引。或者，如果它返回下一个颜色（例如上面示例中的默认循环中的“r”），那也可以。

- mwaskom

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这可以实现，甚至不需要改变当前状态，详见下面的答案。 - sancho.s ReinstateMonicaCellio

Answer 1

访问颜色循环迭代器

没有“公共”方法可以访问底层迭代器，但可以通过“私有”（惯例上）方法访问它。但是，你无法在改变迭代器的情况下获取其状态。

设置颜色循环

快速说一下：你可以以多种方式设置颜色/属性循环（例如，在版本<1.5中使用ax.set_color_cycle或在版本>=1.5中使用ax.set_prop_cycler）。请查看此处示例（版本1.5或更高版本）或此处旧版样式。

访问底层迭代器

然而，虽然没有公共方法可以访问可迭代对象，但你可以通过_get_lines辅助类实例来为给定的轴对象（ax）访问它。虽然ax._get_lines的命名有点令人困惑，但它是幕后机制，可以处理所有plot命令可能被调用的奇怪和多变的方式。它是跟踪自动分配颜色的关键之一。同样，ax._get_patches_for_fill用于控制默认填充颜色和 path 属性的循环。

总之，颜色循环可迭代对象是ax._get_lines.color_cycle（线条）和ax._get_patches_for_fill.color_cycle（路径）。在 matplotlib >=1.5 中，这已更改为使用cycler库，可迭代对象称为prop_cycler而不是color_cycle，并且产生一个属性字典而不仅仅是颜色。

总之，你可以这样做：

import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots()
color_cycle = ax._get_lines.color_cycle
# or ax._get_lines.prop_cycler on version >= 1.5
# Note that prop_cycler cycles over dicts, so you'll want next(cycle)['color']

无法查看迭代器的状态

然而，这个对象是一个“裸”的iterator。我们可以轻松地获取下一个项目（例如，next_color = next(color_cycle)），但这意味着接下来的颜色之后将被绘制。按设计，没有办法在不改变迭代器的情况下获取其当前状态。

在v1.5或更高版本中，获取使用的cycler对象会比较好，因为我们可以推断出它的当前状态。但是，cycler对象本身在任何地方都无法访问（公开或私有）。相反，只能访问从cycler对象创建的itertools.cycle实例。无论如何，都无法访问颜色/属性循环器的基础状态。

匹配先前绘制的项目的颜色

在您的情况下，听起来您想要匹配刚刚绘制的某个东西的颜色。与其试图确定颜色/属性将是什么，不如基于绘制内容的属性设置新项目的颜色/等等。

例如，在您描述的情况下，我会这样做：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

def custom_plot(x, y, **kwargs):
    ax = kwargs.pop('ax', plt.gca())
    base_line, = ax.plot(x, y, **kwargs)
    ax.fill_between(x, 0.9*y, 1.1*y, facecolor=base_line.get_color(), alpha=0.5)

x = np.linspace(0, 1, 10)
custom_plot(x, x)
custom_plot(x, 2*x)
custom_plot(x, -x, color='yellow', lw=3)

plt.show()

这不是唯一的方法，但在这种情况下比事先获取绘制线条的颜色更清晰。

- Joe Kington

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如果你只是想匹配特定物体的颜色，你可以获取它的颜色。例如line, = ax.plot(x, y)，然后使用line.get_color()来获取之前绘制线条的颜色。 - Joe Kington

在1.5版本中似乎ax._get_lines.color_cycle不存在了？ - endolith

我认为（近似）相当的内容是一个可迭代对象ax._get_lines.prop_cycler，你可以使用类似以下结构来构建：如果 ax._get_lines._prop_keys 中包含 'color'，那么接下来使用 next(ax._get_lines.prop_cycler)['color'] 来执行与答案中所建议的 color_cycle 相同的操作。我不确定是否可以仅获取颜色的可迭代对象，需要进一步探索。 - J Richard Snape

@endolith 当然没问题（谢谢）- 但我觉得它最好放在Joe已经非常好并且被接受的答案中。如果他周一之前没有时间把它放进去，我会在那里发布一个适当的答案，而不是可怕的“评论中的答案”。 - J Richard Snape

@JoeKington，请你更新Matplotlib 3.8版本，将它们移除掉。 - undefined

Answer 2

以下是一种在1.5中有效的方法，希望它是兼容未来的，因为它不依赖于前缀带有下划线的方法:

colors = plt.rcParams["axes.prop_cycle"].by_key()["color"]

这将为您提供按照当前样式定义的颜色列表。

- Mike DePalatis

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适用于2.0.2版本。 - KevinG

这正是我需要的，谢谢。适用于matplotlib 3.4.3。 - amzon-ex

适用于matplotlib 3.5.2。 - Timbus Calin

Answer 3

注意：在最新版本的matplotlib（>= 1.5）中，_get_lines已经更改。您现在需要在Python 2或3中使用next(ax._get_lines.prop_cycler)['color']（或Python 2中的ax._get_lines.prop_cycler.next()['color']），以从颜色循环中获取下一个颜色。

在可能的情况下，请使用@joe-kington回答底部所示的更直接的方法。由于_get_lines不是API面向的，因此它未来可能会再次以不向后兼容的方式更改。

- Andi

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你如何避免查询颜色循环器的下一个元素会改变循环器的状态？ - MB-F

Answer 4

当然，这样做可以解决问题。

#rainbow

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

x = np.linspace(0,2*np.pi)
ax= plt.subplot(1,1,1)
ax.plot(np.sin(x))
ax.plot(np.cos(x))

rainbow = ax._get_lines.color_cycle
print rainbow
for i, color in enumerate(rainbow):
    if i<10:
        print color,

给予：

<itertools.cycle object at 0x034CB288>
r c m y k b g r c m

这是matplotlib使用的itertools函数：itertools.cycle 编辑：感谢评论，似乎不可能复制迭代器。一个想法是将一个完整的周期转储出来，并跟踪您正在使用的值，让我回到那里。

编辑2：好了，这将为您提供下一个颜色并创建一个新的迭代器，该迭代器的行为就像没有调用next一样。这不保留着色的顺序，只保留下一个颜色值，具体顺序请自行处理。

这将给出以下输出，请注意，图中的陡峭程度对应于索引，例如第一个g是最底部的图形等等。

#rainbow

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

x = np.linspace(0,2*np.pi)
ax= plt.subplot(1,1,1)


def create_rainbow():
    rainbow = [ax._get_lines.color_cycle.next()]
    while True:
        nextval = ax._get_lines.color_cycle.next()
        if nextval not in rainbow:
            rainbow.append(nextval)
        else:
            return rainbow

def next_color(axis_handle=ax):
    rainbow = create_rainbow()
    double_rainbow = collections.deque(rainbow)
    nextval = ax._get_lines.color_cycle.next()
    double_rainbow.rotate(-1)
    return nextval, itertools.cycle(double_rainbow)


for i in range(1,10):
    nextval, ax._get_lines.color_cycle = next_color(ax)
    print "Next color is: ", nextval
    ax.plot(i*(x))


plt.savefig("SO_rotate_color.png")
plt.show()

控制台

Next color is:  g
Next color is:  c
Next color is:  y
Next color is:  b
Next color is:  r
Next color is:  m
Next color is:  k
Next color is:  g
Next color is:  c

- arynaq

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谢谢！只是为了澄清，它似乎不会返回一个副本，而是返回对实际循环的引用。因此，调用 rainbow.next() 实际上会改变下一个图形的样子。 - mwaskom

Answer 5

我想在@Andi上面说的话上补充一点。由于matplotlib 1.5中color_cycle已被弃用，因此您必须使用prop_cycler，但是Andi的解决方法(ax._get_lines.prop_cycler.next()['color'])对我来说返回了以下错误：

AttributeError: 'itertools.cycle' object has no attribute 'next'

对我有效的代码是：next(ax._get_lines.prop_cycler)，这实际上与@joe-kington的原始响应相差不远。

就个人而言，在制作twinx()轴时遇到了这个问题，它会重置颜色循环器。因为我正在使用style.use('ggplot')，所以需要一种使颜色正确循环的方法。可能有更简单/更好的方法来做到这一点，所以请随时纠正我。

- Carson

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请使用 next(ax._get_lines.prop_cycler) 作为一种可能的替代方案。 - UmNyobe

@Carson 你如何避免调用 next(ax._get_lines.prop_cycler) 实际上改变颜色循环器的状态？ - MB-F

这实际上是我试图做的事情 - 改变prop_cycler的状态。如果您阅读此问题的已接受答案，您将看到没有办法访问prop_cycler的状态，因为它是可迭代的，必须改变其状态。 - Carson

你指出的错误是Python 2 / Python 3之间的差异。感谢您指出这一点，我已相应地编辑了我的答案。 - Andi

Answer 6

由于matplotlib使用了itertools.cycle，我们实际上可以浏览整个颜色循环，然后将迭代器恢复到其先前的状态：

def list_from_cycle(cycle):
    first = next(cycle)
    result = [first]
    for current in cycle:
        if current == first:
            break
        result.append(current)

    # Reset iterator state:
    for current in cycle:
        if current == result[-1]:
            break
    return result

这应该返回列表而不改变迭代器的状态。

在matplotlib >= 1.5中使用它：

>>> list_from_cycle(ax._get_lines.prop_cycler)
[{'color': 'r'}, {'color': 'g'}, {'color': 'b'}]

或者使用 matplotlib < 1.5:

>>> list_from_cycle(ax._get_lines.color_cycle)
['r', 'g', 'b']

- freidrichen

Answer 7

我能找到的最简单的方法是不必遍历整个循环器，只需使用ax1.lines[-1].get_color()即可。

- Akim AKBA5439

Answer 8

如何访问颜色（和完整样式）循环？

当前状态存储在ax._get_lines.prop_cycler中。 没有内置方法来公开通用的itertools.cycle的“基本列表”，特别是对于ax._get_lines.prop_cycler（见下文）。

我在这里发布了一些函数以获取itertools.cycle上的信息。 然后可以使用其中之一

style_cycle = ax._get_lines.prop_cycler
curr_style = get_cycle_state(style_cycle)  # <-- my (non-builtin) function
curr_color = curr_style['color']

获取当前颜色而不改变循环的状态。

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简而言之

颜色（和完整样式）循环存储在哪里？

样式循环存储在两个不同的位置，一个是用于默认，另一个是用于当前轴（假设import matplotlib.pyplot as plt和ax是轴处理程序）：

default_prop_cycler = plt.rcParams['axes.prop_cycle']
current_prop_cycle = ax._get_lines.prop_cycler

请注意这些具有不同的类。 默认设置为“基本周期设置”，它不知道任何轴的当前状态，而当前设置则知道要遵循的周期及其当前状态：

print('type(default_prop_cycler) =', type(default_prop_cycler))
print('type(current_prop_cycle) =', type(current_prop_cycle))

[]: type(default_prop_cycler) = <class 'cycler.Cycler'>
[]: type(current_prop_cycle) = <class 'itertools.cycle'>

默认循环可能有几个键（属性）要循环，而且只能获取颜色：

print('default_prop_cycler.keys =', default_prop_cycler.keys)
default_prop_cycler2 = plt.rcParams['axes.prop_cycle'].by_key()
print(default_prop_cycler2)
print('colors =', default_prop_cycler2['color'])

[]: default_prop_cycler.keys = {'color', 'linestyle'}
[]: {'color': ['r', 'g', 'b', 'y'], 'linestyle': ['-', '--', ':', '-.']}
[]: colors = ['r', 'g', 'b', 'y']

甚至可以在定义了custom_prop_cycler之后，更改给定axes使用的cycler。

ax.set_prop_cycle(custom_prop_cycler)

但是没有内置的方法来公开泛型 itertools.cycle 的“基础列表”，特别是针对 ax._get_lines.prop_cycler。

- sancho.s ReinstateMonicaCellio

Answer 9

最小工作示例

我已经遇到过这个问题很多次了。 这是Andis answer的最小工作示例。

代码

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt


xs = np.arange(10)


fig, ax = plt.subplots()

for ii in range(3):
    color = next(ax._get_lines.prop_cycler)['color']
    lbl = 'line {:d}, color {:}'.format(ii, color)
    ys = np.random.rand(len(xs))
    ax.plot(xs, ys, color=color, label=lbl)
ax.legend()

- Markus Dutschke

Answer 10

在matplotlib 2.2.3版本中，_get_lines属性上有一个get_next_color()方法：

import from matplotlib import pyplot as plt
fig, ax = plt.subplots()
next_color = ax._get_lines.get_next_color()

get_next_color() 返回一个 HTML 颜色字符串，并推进颜色循环迭代器。

- jkokorian