Matplotlib：将网格线保留在图形后面，但将y轴和x轴放在上方。

Question

我在绘制图表时很难在图表下方绘制网格线，而不会影响主要的x轴和y轴zorder：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np


N = 5
menMeans = (20, 35, 30, 35, 27)
menStd =   (2, 3, 4, 1, 2)

ind = np.arange(N)  # the x locations for the groups
width = 0.35       # the width of the bars

fig, ax = plt.subplots()
rects1 = ax.bar(ind, menMeans, width, color='r', yerr=menStd, alpha=0.9, linewidth = 0,zorder=3)

womenMeans = (25, 32, 34, 20, 25)
womenStd =   (3, 5, 2, 3, 3)
rects2 = ax.bar(ind+width, womenMeans, width, color='y', yerr=womenStd, alpha=0.9, linewidth = 0,zorder=3)

# add some
ax.set_ylabel('Scores')
ax.set_title('Scores by group and gender')
ax.set_xticks(ind+width)
ax.set_xticklabels( ('G1', 'G2', 'G3', 'G4', 'G5') )

ax.legend( (rects1[0], rects2[0]), ('Men', 'Women') )

fig.gca().yaxis.grid(True, which='major', linestyle='-', color='#D9D9D9',zorder=2, alpha = .9)
[line.set_zorder(4) for line in ax.lines]

def autolabel(rects):
    # attach some text labels
    for rect in rects:
        height = rect.get_height()
        ax.text(rect.get_x()+rect.get_width()/2., 1.05*height, '%d'%int(height),
                ha='center', va='bottom')

autolabel(rects1)
autolabel(rects2)

plt.show()

这个示例来自matplotlib，我稍作修改以展示如何让问题显现。我无法发布图像，但是如果您运行该代码，您将看到条形图不仅绘制在水平网格线上方，而且还绘制在x和y轴上方。我不想让x和y轴被图形遮挡，特别是当刻度也被阻挡时。

- luke_16

---

为什么要使用 fig.gca() 而不是 ax？ - Francesco Montesano

只是出于好奇：你知道 ax.lines 中的线条是由什么创建的吗？ - Francesco Montesano

你是对的，我只是迷失在尝试如何做它的过程中，而没有尝试理解一切是如何工作的... - luke_16

Answer 1

当我在背景中有网格线时，我遇到了与坐标轴被绘制在图形线下的同样问题：

ax.yaxis.grid()  # grid lines
ax.set_axisbelow(True)  # grid lines are behind the rest

对我有用的解决方案是将plot()函数的zorder参数设置为1到2之间的值。虽然不是立即清楚，但zorder值可以是任何数字。根据matplotlib.artist.Artist类的文档：

set_zorder(level)

设置艺术家（图层）的zorder。具有较低zorder值的艺术家将首先绘制。

接受：任何数字

因此：

for i in range(5):
    ax.plot(range(10), np.random.randint(10, size=10), zorder=i / 100.0 + 1)

我没有检查过这个范围之外的值，也许它们也可以使用。

- nedim

Answer 2

我尝试过使用matplotlib 1.2.1，1.3.1rc2和master（commit 06d014469fc5c79504a1b40e7d45bc33acc00773）。

要使轴脊位于柱形图的顶部，您可以执行以下操作：

for k, spine in ax.spines.items():  #ax.spines is a dictionary
    spine.set_zorder(10)

编辑

看起来我无法将勾线放在柱形图的上方。我已经尝试过：

1. ax.tick_params(direction='in', length=10, color='k', zorder=10)
   #This increases the size of the lines to 10 points, 
   #but the lines stays hidden behind  the bars
2. for l in ax.yaxis.get_ticklines():
       l.set_zorder(10)

还有其他一些方法，但没有结果。似乎在绘制条形图时，它们被放在顶部，并忽略了zorder。

一个解决方法是将刻度线向外绘制。

ax.tick_params(direction='out', length=4, color='k', zorder=10)

使用 direction='inout' 可以在内外两个方向上进行双向移动。

编辑2

在 @tcaswell 的评论后，我进行了一些测试。

如果在 ax.bar 函数中设置的 zorder 小于或等于2，则轴、刻度线和网格线都会显示在条形图之上。如果值大于2.01（默认值为轴），则条形图会画在轴、刻度线和网格线之上。此时可以将脊柱（如上所述）设为更大的值，但是任何尝试更改刻度线的 zorder 都将被忽略（虽然相应艺术家的值会更新）。

我尝试将 bar 的 zorder=1，将网格的 zorder=0，结果发现网格被绘制在条形图之上。因此，zorder 被忽略了。

总结

对我来说，看起来刻度线和网格的 zorder 被忽略了，并保持默认值。对我来说，这个问题与 bar 或一些 patches 有关。

顺便说一句，我记得在使用 imshow 时成功地更改了刻度线的 zorder

- Francesco Montesano

---

我会尝试并告诉你。 - Francesco Montesano

@tcaswell 我已经在1.3.1rc2和主分支（刚刚获取）上尝试了，但不起作用。那肯定是个bug。谁来报告呢？（如果我发现有关问题的任何提示，我可以尝试稍后查看源代码） - Francesco Montesano

实际上，我认为这更像是一种“特性”而不是错误，因为网格线会从轴对象继承它们的 Z 顺序。 - tacaswell

@tcaswell 继承自轴对象的zorder属性不应意味着我不能更改它，这就是我试图在ax.yaxis.grid(True, which='major', linestyle='-', color='#D9D9D9', zorder=2, alpha=.9)中做的。 - luke_16

@luke_16 如果我没记错的话，刻度线和坐标轴是由渲染器一次性绘制的，因此它们 不能 具有不同的 zorder。 - tacaswell

Answer 3

我知道这是一个相当古老的问题，但问题似乎本质上仍然存在，所以让我用Python 3.9.6和Matplotlib 3.4.2写下一个MRE和我的解决方案。

问题

正如OP所知，条形图的默认zorder相对较低。 以下代码会导致一个绘图，其中刻度线和网格线都在条形图上方。

import matplotlib.pyplot as plt

y = (20, 35, 30, 35, 27)
x = range(len(y))

fig, ax = plt.subplots()
ax.bar(x, y)
ax.grid(True)
ax.tick_params(direction="in", length=10)

plt.show()

可以使用ax.set_axisbelow(True)将刻度线和网格线都移动到柱形图后面，但这样会导致x轴上的刻度被柱形图遮挡。

import matplotlib.pyplot as plt

y = (20, 35, 30, 35, 27)
x = range(len(y))

fig, ax = plt.subplots()
ax.bar(x, y)
ax.grid(True)
ax.tick_params(direction="in", length=10)
ax.set_axisbelow(True)  # This line added.

plt.show()

解决方案

在绘制完图中所有元素后重新绘制刻度线。 （我假设它们是不透明的，重新绘制是无害的。）

import matplotlib.artist
import matplotlib.backend_bases
import matplotlib.pyplot as plt


class TickRedrawer(matplotlib.artist.Artist):
    """Artist to redraw ticks."""

    __name__ = "ticks"

    zorder = 10

    @matplotlib.artist.allow_rasterization
    def draw(self, renderer: matplotlib.backend_bases.RendererBase) -> None:
        """Draw the ticks."""
        if not self.get_visible():
            self.stale = False
            return

        renderer.open_group(self.__name__, gid=self.get_gid())

        for axis in (self.axes.xaxis, self.axes.yaxis):
            loc_min, loc_max = axis.get_view_interval()

            for tick in axis.get_major_ticks() + axis.get_minor_ticks():
                if tick.get_visible() and loc_min <= tick.get_loc() <= loc_max:
                    for artist in (tick.tick1line, tick.tick2line):
                        artist.draw(renderer)

        renderer.close_group(self.__name__)
        self.stale = False


y = (20, 35, 30, 35, 27)
x = range(len(y))

fig, ax = plt.subplots()
ax.bar(x, y)
ax.grid(True)
ax.tick_params(direction="in", length=10)
ax.set_axisbelow(True)
ax.add_artist(TickRedrawer())  # This line added.

plt.show()

- tueda

Answer 4

我遇到了与@luke_16相同的问题，即在轴上方绘制。 在我的情况下，当使用选项ax.set_axisbelow(True)将网格设置在图形后面时，出现了这个问题。

我的解决方法是不使用内置网格，而是模拟它：

def grid_selfmade(ax,minor=False):
    y_axis=ax.yaxis.get_view_interval()
    for xx in ax.xaxis.get_ticklocs():
        ax.plot([xx,xx],y_axis,linestyle=':',linewidth=0.5,zorder=0)
    if minor==True:
        for xx in ax.xaxis.get_ticklocs(minor=True):
            ax.plot([xx,xx],y_axis,linestyle=':',linewidth=0.5,zorder=0)
    x_axis=ax.xaxis.get_view_interval()
    for yy in ax.yaxis.get_ticklocs():
        ax.plot(x_axis,[yy,yy],linestyle=':',linewidth=0.5,zorder=0,)
    if minor==True:
        for yy in ax.yaxis.get_ticklocs(minor=True):
            ax.plot(x_axis,[yy,yy],linestyle=':',linewidth=0.5,zorder=0)

这个函数只需要当前的轴实例，然后在主要刻度处（可选择次要刻度）绘制一个类似于板载网格的背景。为了使轴和刻度显示在图形之上，必须将ax.set_axisbelow(False)保持为False，并且不使用zorder>2的绘图。我通过改变代码中绘图命令的顺序来管理绘图的zorder而不需要使用任何zorder选项。

- volvoxdiekugelamoebe

Answer 5

一个更简单且更好的解决方案是复制网格命令中的行，并禁用网格，然后再次添加带有正确zorder的行：

ax.grid(True)
lines = ax.xaxis.get_gridlines().copy() + ax.yaxis.get_gridlines().copy()
ax.grid(False)
for l in lines:
    ax.add_line(l)
    l.set_zorder(0)

- Gabriel

---

我不明白你解决方案中的ax1是什么。 - J_Scholz

Answer 6

从 @tueda 的 MRE 中借鉴...

这会导致网格线覆盖在柱状图上，正如问题所指出的那样，增加柱状图的 zorder 可以将柱状图放在坐标轴刻度之上。

import matplotlib.pyplot as plt

y = (20, 35, 30, 35, 27)
x = range(len(y))

fig, ax = plt.subplots()
ax.bar(x, y)
ax.grid(True)
ax.tick_params(direction="in", length=10)

解决方案：手动绘制每个刻度下方的水平和垂直线条，而不是使用grid()函数...

import matplotlib.pyplot as plt

y = (20, 35, 30, 35, 27)
x = range(len(y))

fig, ax = plt.subplots()
ax.bar(x, y)
ax.tick_params(direction="in", length=10)

for i in ax.get_xticks():
    ax.axvline(i, color="g", zorder=-10)
for i in ax.get_yticks():
    ax.axhline(i, color="r", zorder=-10)

- blaylockbk