箭头指南

向绘图添加箭头补丁。

箭头通常用于注释绘图。 本教程展示了如何在绘图上的数据限制更改时，绘制行为不同的箭头。 通常，绘图上的点可以固定在“数据空间”或“显示空间”中。 当数据限制更改时，在数据空间中绘制的内容会移动 - 例如散点图中的点。 当数据限制更改时，在显示空间中绘制的内容保持静态 - 例如图形标题或轴标签。

箭头由头部（可能还有尾部）和在起始点和结束点之间绘制的茎组成，从现在开始称为“锚点”。 这里我们展示了绘制箭头的三个用例，具体取决于头部或锚点是否需要固定在数据或显示空间中

1. 头部形状固定在显示空间中，锚点固定在数据空间中

2. 头部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

下面依次介绍每个用例。

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

头部形状固定在显示空间中，锚点固定在数据空间中

如果您正在注释绘图，并且不希望在平移或缩放绘图时箭头改变形状或位置，这将非常有用。

在这种情况下，我们使用 patches.FancyArrowPatch。

请注意，当轴限制更改时，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))

头部形状和锚点固定在显示空间中

如果您正在注释绘图，并且不希望在平移或缩放绘图时箭头改变形状或位置，这将非常有用。

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 是我们正在向其中添加补丁的轴。

请注意，当轴限制更改时，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))

头部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，当轴限制更改时，箭头形状和位置都会更改。

FancyArrow 的 API 相对笨拙，特别是需要传递 length_includes_head=True，以便箭头尖端与箭头起点相距 (dx, dy)。 它仅包含在此参考中，因为它是 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()