Matplotlib 步骤图旋转

Question

我想正确旋转matplotlib阶梯图。首先，我交换了x和y轴并翻转了y轴。然后我重新绘制了阶梯图。但是，在右边的图片中，步进线（蓝色）的方向不如所期望的那样，并且红色的阶梯线是左边图片的叠加旋转图像。以下是我的代码：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.arange(14)
y = np.sin(x / 2)

fig, (ax, bx) = plt.subplots(nrows=1, ncols=2, figsize=(11.5, 5.5))
fig.subplots_adjust(left=0.08, bottom=0.13, top=0.98, right=0.97, wspace=0.2, hspace=0.0)

ax.step(x, y, where='mid', c='r')
ax.plot(x, y, 'o--', color='grey', alpha=0.3)

bx.invert_yaxis()
bx.step(y, x, where='pre', c='b')
bx.plot(y, x, 'o--', color='grey', alpha=0.3)

plt.show()

我想制作如右图所示的红色步进图。如何实现？

- Bluerose

Answer 1

通过稍微偏移第二个坐标并使用 where=pre，可以得到所需的步进样式。

def plot_step_invert_mid(x, y, *args, **kwargs):
    y_new = np.insert(y, 0, y[0])
    y_new = 0.5 * (y_new[1:] + y_new[:-1])
    x_new = np.append(x, x[-1])
    y_new = np.append(y_new, y[-1])
    plt.step(x_new, y_new, where="pre", *args, **kwargs)

fig, (ax, bx) = plt.subplots(nrows=1, ncols=2, figsize=(11.5, 5.5))
fig.subplots_adjust(left=0.08, bottom=0.13, top=0.98, right=0.97, wspace=0.2, hspace=0.0)

ax.step(x, y, where="mid", c='r')
ax.plot(x, y, 'o--', color='grey', alpha=0.3)

bx.invert_yaxis()
plot_step_invert_mid(y, x)
bx.plot(y, x, 'o--', color='grey', alpha=0.3)

- nonin

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很好的答案，我认为最好让数据不受影响。 - Matt Hall

一个小缺点在于 plot_step_invert_mid(y, x, "ro-") 将无法在所需位置显示标记。 - nonin

啊，好的，我明白你的意思了...这是一个棘手的问题。当然，你可以随时绘制数据本身。这将为matplotlib增添不错的功能。 - Matt Hall

这是一个很好的答案，没有使用外部包。非常感谢您定义了一个子程序。 - Bluerose

再次感谢@noin，对于步进图的“pre”和“post”选项应该进行哪些更改？ - Bluerose

基本上交换两个选项！反转的“pre”是“post”，反之亦然。 - nonin

Answer 2

我建议您使用scipy.interpolate.interp1d对原始曲线进行插值，而不是使用matplotlib.pyplot.step方法进行绘图。这是因为interp1d会生成一个新的向量，您可以随意操纵它。
在下面的代码中：

1. x和y是原始曲线向量（长度为14）
2. xx和yy是原始曲线插值向量（长度为N）

为了旋转图形，您只需在plt.plot中交换x和y以及xx和yy即可：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.interpolate import interp1d

x = np.arange(14)
y = np.sin(x/2)

N = 1000
xx = np.linspace(0, 13, N)
yy = interp1d(x, y, kind = 'nearest')(xx)

fig, (ax, bx) = plt.subplots(nrows = 1, ncols = 2, figsize = (11.5, 5.5))
fig.subplots_adjust(left = 0.08, bottom = 0.13, top = 0.98, right = 0.97, wspace = 0.2, hspace = 0.0)

ax.plot(xx, yy, 'r')
ax.plot(x, y, 'o--', color = 'grey', alpha = 0.3)

bx.invert_yaxis()
bx.plot(yy, xx, 'r')
bx.plot(y, x, 'o--', color = 'grey', alpha = 0.3)

plt.show()

- Zephyr

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我认为这个答案的原始版本更有趣，因为它将问题推广到了任何角度。 - nonin

谢谢，我认为你是对的，但在原始版本中y轴没有被反转，因此答案并未解决提问者的具体问题；我后来才注意到这一点。 - Zephyr

这是一个非常有趣的解决方案，但使用外部子程序并不理想，至少对我来说是这样。 - Bluerose