matplotlib - 如何绘制一个随机方向的矩形（或任何形状）？

Question

我希望能够绘制一条线，并且该线的宽度是以数据单位指定的。在这种情况下，只需要执行以下操作：

plot(x, y, linewidth=1)

如果 linewidth 没有在数据单位中指定，将会失败。

为了解决这个问题，我找到了fill_between()，但是我发现这里给出的所有示例都是以下格式：

fill_between(x, y1, y2)

这意味着，x 始终由 y1 和 y2 共享。

那么如果y1和y2没有共享相同的x呢？

例如，我希望填充 line1=[(0, 0), (2, 2)] 和 line2=[(-1, 1), (1, 3)]（实际上，它们形成了一个矩形）。在这种情况下，我需要类似于以下的东西：

fill_between(x1, x2, y1, y2)

显然，这并不像预期的那样有效：

In [132]: x1 = [0,2]
   .....: x2 = [-1, 1]
   .....: y1 = [0,2]
   .....: y2 = [1,3]
   .....: fill_between(x1, x2, y1, y2)
   .....: 
Out[132]: <matplotlib.collections.PolyCollection at 0x3e5b230>

- user2881553

Answer 1

更简单的是，matplotlib.patches.Rectangle。

rect = matplotlib.patches.Rectangle((.25, .25), .25, .5, angle=45)
plt.gca().add_patch(rect)
plt.draw()

- tacaswell

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谢谢回答！但是这需要我计算不太好定位的矩形的角度，对吗？ - user2881553

你知道角落在哪里，获取角度只是 np.atan2 的问题。 - tacaswell

Answer 2

好问题！我建议你不要在fill_between函数中限制自己。我总是认为深入了解事物是有益的。让我们深入Python绘图的本质。 所有matplotlib.patch对象的基础对象是Path。 因此，如果掌握了Path，基本上可以以任何方式绘制所需内容。现在让我们看看如何使用神奇的Path实现你的目标。

为了获得你在问题中提到的矩形，只需要对示例进行一点调整即可。

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.path import Path
import matplotlib.patches as patches

verts = [(0., 0.), # left, bottom
         (-1., 1.), # left, top
         (1., 3.), # right, top
         (2., 2.), # right, bottom
         (0., 0.),] # ignored

codes = [Path.MOVETO,
         Path.LINETO,
         Path.LINETO,
         Path.LINETO,
         Path.CLOSEPOLY,]

path = Path(verts, codes)
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)
patch = patches.PathPatch(path, facecolor='orange', lw=2)
ax.add_patch(patch) 
ax.axis('equal')
plt.show()

我认为这段代码非常简单明了，不需要浪费太多言语来解释。只需复制粘贴并运行它，你将得到你想要的结果。

- Sibbs Gambling

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谢谢！我认为这是一个更通用的解决方案。 - user2881553

Answer 3

不必绘制线条，您可以将填充区域绘制为多边形。为此，您需要将x1与x2的反转连接起来，并对y1和y2执行相同的操作。像这样：

In [1]: from pylab import *
In [2]: x1 = arange(0,11,2)
In [3]: x2 = arange(0,11)
In [4]: y1 = x1**2+1
In [5]: y2 = x2**2-1
In [6]: xy = c_[r_[x1,x2[::-1]], r_[y1,y2[::-1]]]
In [7]: ax = subplot(111) # we need an axis first
In [8]: ax.add_patch(Polygon(xy))
Out[8]: <matplotlib.patches.Polygon at 0x3bff990>
In [9]: axis([0,10,-10,110]) # axis does not automatically zoom to a patch
Out[9]: [0, 10, -10, 110]
In [10]: show()

- Bas Swinckels