箭头指南

在绘图中添加箭头补丁。

箭头常用于注释绘图。本教程展示了如何绘制当绘图上的数据限制发生变化时表现不同的箭头。通常，绘图上的点可以固定在“数据空间”或“显示空间”。在数据空间中绘制的东西会在数据限制改变时移动 - 例如散点图中的点。在显示空间中绘制的东西会在数据限制改变时保持静止 - 例如图形标题或轴标签。

箭头由一个箭头头（以及可能的箭头尾）和一个在起点和终点之间绘制的箭头茎组成，从现在开始称为“锚点”。这里我们展示了绘制箭头的三种用例，具体取决于箭头头或锚点是否需要固定在数据空间或显示空间中

1. 箭头头形状固定在显示空间中，锚点固定在数据空间中

2. 箭头头形状和锚点固定在显示空间中

3. 整个补丁固定在数据空间中

下面分别介绍每种用例。

import matplotlib.pyplot as plt

import matplotlib.patches as mpatches

x_tail = 0.1
y_tail = 0.5
x_head = 0.9
y_head = 0.8
dx = x_head - x_tail
dy = y_head - y_tail

箭头头形状固定在显示空间中，锚点固定在数据空间中

如果要注释绘图，并且不希望箭头在平移或缩放绘图时改变形状或位置，则此方法很有用。

在这种情况下，我们使用 patches.FancyArrowPatch.

请注意，当更改轴限制时，箭头形状保持不变，但锚点会移动。

fig, axs = plt.subplots(nrows=2)
arrow = mpatches.FancyArrowPatch((x_tail, y_tail), (x_head, y_head),
                                 mutation_scale=100)
axs[0].add_patch(arrow)

arrow = mpatches.FancyArrowPatch((x_tail, y_tail), (x_head, y_head),
                                 mutation_scale=100)
axs[1].add_patch(arrow)
axs[1].set(xlim=(0, 2), ylim=(0, 2))

箭头头形状和锚点固定在显示空间中

如果要注释绘图，并且不希望箭头在平移或缩放绘图时改变形状或位置，则此方法很有用。

在这种情况下，我们使用 patches.FancyArrowPatch，并传递关键字参数 transform=ax.transAxes，其中 ax 是我们添加补丁的 Axes。

请注意，当更改轴限制时，箭头形状和位置保持不变。

fig, axs = plt.subplots(nrows=2)
arrow = mpatches.FancyArrowPatch((x_tail, y_tail), (x_head, y_head),
                                 mutation_scale=100,
                                 transform=axs[0].transAxes)
axs[0].add_patch(arrow)

arrow = mpatches.FancyArrowPatch((x_tail, y_tail), (x_head, y_head),
                                 mutation_scale=100,
                                 transform=axs[1].transAxes)
axs[1].add_patch(arrow)
axs[1].set(xlim=(0, 2), ylim=(0, 2))

箭头头形状和锚点固定在数据空间中

在这种情况下，我们使用 patches.Arrow，或 patches.FancyArrow（后者为橙色）。

请注意，当更改轴限制时，箭头形状和位置会改变。

FancyArrow 的 API 相对笨拙，特别是需要传递 length_includes_head=True，以便箭头尖端距离箭头起点 (dx, dy)。它仅包含在此引用中，因为它是由 Axes.arrow（绿色）返回的箭头类。

fig, axs = plt.subplots(nrows=2)

arrow = mpatches.Arrow(x_tail, y_tail, dx, dy)
axs[0].add_patch(arrow)
arrow = mpatches.FancyArrow(x_tail, y_tail - .4, dx, dy,
                            width=.1, length_includes_head=True, color="C1")
axs[0].add_patch(arrow)
axs[0].arrow(x_tail + 1, y_tail - .4, dx, dy,
             width=.1, length_includes_head=True, color="C2")

arrow = mpatches.Arrow(x_tail, y_tail, dx, dy)
axs[1].add_patch(arrow)
arrow = mpatches.FancyArrow(x_tail, y_tail - .4, dx, dy,
                            width=.1, length_includes_head=True, color="C1")
axs[1].add_patch(arrow)
axs[1].arrow(x_tail + 1, y_tail - .4, dx, dy,
             width=.1, length_includes_head=True, color="C2")
axs[1].set(xlim=(0, 2), ylim=(0, 2))

plt.show()