箭头指南

向绘图中添加箭头补丁。

箭头常用于标注绘图。本教程展示了当绘图上的数据限制改变时，箭头如何表现出不同的行为。通常，绘图上的点可以固定在“数据空间”或“显示空间”中。在数据空间中绘制的对象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对象在数据限制改变时保持静态——例如图形标题或轴标签。

箭头由头部（可能还有尾部）和在起点与终点之间绘制的茎组成，从现在起称之为“锚点”。这里我们展示了三种绘制箭头的用例，具体取决于头部或锚点是否需要固定在数据空间或显示空间中

1. 箭头头部形状固定在显示空间，锚点固定在数据空间

2. 箭头头部形状和锚点都固定在显示空间

3. 整个补丁固定在数据空间

下面依次介绍每种用例。

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

箭头头部形状固定在显示空间，锚点固定在数据空间

如果您正在标注绘图，并且不希望在平移或缩放绘图时箭头改变形状或位置，这会很有用。

在这种情况下，我们使用 patches.FancyArrowPatch。

请注意，当轴限制改变时，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))

箭头头部形状和锚点都固定在显示空间

如果您正在标注绘图，并且不希望在平移或缩放绘图时箭头改变形状或位置，这会很有用。

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

请注意，当轴限制改变时，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))

箭头头部形状和锚点都固定在数据空间

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

请注意，当轴限制改变时，箭头形状和位置都会改变。

FancyArrow 的 API 相对笨拙，尤其需要传入 length_includes_head=True 使得箭头的尖端与箭头的起点相距 (dx, dy)。它之所以包含在此参考中，只是因为它是由 Axes.arrow 返回的箭头类（绿色显示）。

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()