揭秘matplotlib子图中的图例：自定义、定位和格式化

# 1. Matplotlib子图中的图例**

图例是一种可视化元素，用于解释图中不同线条、标记或补丁的颜色、线型和标记类型。在Matplotlib中，图例通常与子图关联，为子图中的各个元素提供描述性信息。

要为子图添加图例，可以使用`plt.legend()`函数。该函数接受一个可选的`labels`参数，该参数指定要包含在图例中的标签列表。如果未提供标签，Matplotlib将自动生成标签。

import matplotlib.pyplot as plt

# 创建一个子图
fig, ax = plt.subplots()

# 在子图中绘制一些线条
ax.plot([1, 2, 3], [4, 5, 6], label="Line 1")
ax.plot([1, 2, 3], [7, 8, 9], label="Line 2")

# 添加图例
plt.legend()

# 显示图例
plt.show()

# 2. 自定义图例

图例是 Matplotlib 中可视化表示图中不同元素的组件。默认情况下，Matplotlib 会自动生成图例，但有时需要对图例进行自定义以满足特定需求。本章节将介绍如何自定义 Matplotlib 子图中的图例，包括修改图例元素、设置图例位置和布局。

### 2.1 图例元素的自定义

#### 2.1.1 标题和标签的修改

图例标题和标签是图例中最重要的元素，它们用于描述图中不同元素的含义。可以通过 `plt.legend()` 函数的 `title` 和 `labels` 参数来修改标题和标签。

import matplotlib.pyplot as plt

# 创建一个子图
fig, ax = plt.subplots()

# 绘制一些数据
ax.plot([1, 2, 3], [4, 5, 6], label='Line 1')
ax.plot([4, 5, 6], [7, 8, 9], label='Line 2')

# 自定义图例标题和标签
plt.legend(title='Custom Legend', labels=['Custom Line 1', 'Custom Line 2'])

# 显示图例
plt.show()

**代码逻辑分析：**

* `plt.legend()` 函数用于创建图例。
* `title` 参数用于设置图例标题。
* `labels` 参数用于设置图例标签。
* `plt.show()` 函数用于显示图例。

#### 2.1.2 图例框和边框的设置

图例框和边框可以用来控制图例的外观。可以通过 `plt.legend()` 函数的 `frameon` 和 `edgecolor` 参数来设置图例框和边框。

import matplotlib.pyplot as plt

# 创建一个子图
fig, ax = plt.subplots()

# 绘制一些数据
ax.plot([1, 2, 3], [4, 5, 6], label='Line 1')
ax.plot([4, 5, 6], [7, 8, 9], label='Line 2')

# 自定义图例框和边框
plt.legend(frameon=True, edgecolor='red')

# 显示图例
plt.show()

**代码逻辑分析：**

* `plt.legend()` 函数用于创建图例。
* `frameon` 参数用于设置图例框是否显示。
* `edgecolor` 参数用于设置图例框的边框颜色。
* `plt.show()` 函数用于显示图例。

#### 2.1.3 图例项的样式和颜色

图例项是图例中表示不同元素的单个元素。可以通过 `plt.legend()` 函数的 `markerfacecolor` 和 `markeredgecolor` 参数来设置图例项的样式和颜色。

import matplotlib.pyplot as plt

# 创建一个子图
fig, ax = plt.subplots()

# 绘制一些数据
ax.plot([1, 2, 3], [4, 5, 6], label='Line 1')
ax.plot([4, 5, 6], [7, 8, 9], label='Line 2')

# 自定义图例项的样式和颜色
plt.legend(markerfacecolor='blue', markeredgecolor='red')

# 显示图例
plt.show()

**代码逻辑分析：**

* `plt.legend()` 函数用于创建图例。
* `markerfacecolor` 参数用于设置图例项的填充颜色。
* `markeredgecolor` 参数用于设置图例项的边框颜色。
* `plt.show()` 函数用于显示图例。

### 2.2 图例位置和布局

#### 2.2.1 图例的位置设置

图例的位置可以通过 `plt.legend()` 函数的 `loc` 参数来设置。`loc` 参数可以接受以下值：

* `'best'`: 自动选择最佳位置
* `'upper right'`: 右上角
* `'upper left'`: 左上角
* `'lower left'`: 左下角
* `'lower right'`: 右下角
* `'right'`: 右侧
* `'center left'`: 左侧居中
* `'center right'`: 右侧居中
* `'lower center'`: 下侧居