如何让标题框的宽度跨越整个图表？

Question

考虑以下事项熊猫系列s和情节

import pandas as pd 
import numpy as np 

s = pd.Series(np.random.lognormal(.001, .01, 100)) 
ax = s.cumprod().plot() 
ax.set_title('My Log Normal Example', position=(.5, 1.02), 
      backgroundcolor='black', color='white') 

如何获取包含标题横跨整个小区的盒子？

Answer 1

当然可以得到标题的边界框，这是一个Text元素。这可以用

title = ax.set_title(...) 
bb = title.get_bbox_patch() 

原则上，可以操纵边界框，例如，通过 bb.set_width(...)。但是，一旦matplotlib将标题绘制到画布上，所有设置都将丢失。至少这是我如何解释Text的draw()方法。

我不知道设置边界框的其他方法。例如，legend的边界框可通过
plt.legend(bbox_to_anchor=(0., 1.02, 1., .102), loc=3, mode="expand")进行设置，使其在整个轴范围内扩展（请参阅here）。对Text也有相同的选项会非常有用。但就目前而言，我们并没有。

Text对象允许设置bbox参数，该参数通常用于设置边界框的样式。没有办法设置边界框范围，但它接受周围框属性的一些字典。其中一个被接受的属性是boxstyle。默认情况下，这是一个square，但可以设置为圆形或箭头或其他奇怪的形状。

那些boxstyle实际上是可能的解决方案的关键。它们都从BoxStyle._Base继承，并且 - 可以在the bottom of the annotations guide处看到 - 可以定义自定义形状，子类别为BoxStyle._Base。

以下解决方案基于子类化BoxStyle._Base，它接受轴的宽度作为参数，并绘制标题的矩形路径，使其具有该宽度。

作为奖励，我们可以注册一个事件处理程序，使得这个宽度一旦由于窗口的大小调整而发生变化，就会被修改。

下面是代码：

import matplotlib.pyplot as plt 
import pandas as pd 
import numpy as np 

from matplotlib.path import Path 
from matplotlib.patches import BoxStyle 


class ExtendedTextBox(BoxStyle._Base): 
    """ 
    An Extended Text Box that expands to the axes limits 
         if set in the middle of the axes 
    """ 

    def __init__(self, pad=0.3, width=500.): 
     """ 
     width: 
      width of the textbox. 
      Use `ax.get_window_extent().width` 
        to get the width of the axes. 
     pad: 
      amount of padding (in vertical direction only) 
     """ 
     self.width=width 
     self.pad = pad 
     super(ExtendedTextBox, self).__init__() 

    def transmute(self, x0, y0, width, height, mutation_size): 
     """ 
     x0 and y0 are the lower left corner of original text box 
     They are set automatically by matplotlib 
     """ 
     # padding 
     pad = mutation_size * self.pad 

     # we add the padding only to the box height 
     height = height + 2.*pad 
     # boundary of the padded box 
     y0 = y0 - pad 
     y1 = y0 + height 
     _x0 = x0 
     x0 = _x0 +width /2. - self.width/2. 
     x1 = _x0 +width /2. + self.width/2. 

     cp = [(x0, y0), 
       (x1, y0), (x1, y1), (x0, y1), 
       (x0, y0)] 

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

     path = Path(cp, com) 

     return path 

dpi = 80 

# register the custom style 
BoxStyle._style_list["ext"] = ExtendedTextBox 

plt.figure(dpi=dpi) 
s = pd.Series(np.random.lognormal(.001, .01, 100)) 
ax = s.cumprod().plot() 
# set the title position to the horizontal center (0.5) of the axes 
title = ax.set_title('My Log Normal Example', position=(.5, 1.02), 
      backgroundcolor='black', color='white') 
# set the box style of the title text box toour custom box 
bb = title.get_bbox_patch() 
# use the axes' width as width of the text box 
bb.set_boxstyle("ext", pad=0.4, width=ax.get_window_extent().width) 


# Optionally: use eventhandler to resize the title box, in case the window is resized 
def on_resize(event): 
    print "resize" 
    bb.set_boxstyle("ext", pad=0.4, width=ax.get_window_extent().width) 

cid = plt.gcf().canvas.mpl_connect('resize_event', on_resize) 

# use the same dpi for saving to file as for plotting on screen 
plt.savefig(__file__+".png", dpi=dpi) 
plt.show() 

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万一有人有兴趣在一个轻量级的解决方案，也有与标题的边界的mutation_aspect发挥各地的选项在绘制标题时显然保持不变。虽然mutation_aspect本身基本上只是改变了盒子的高度，但可以使用非常大的填充来填充盒子，并将mutation_aspect设置为非常小的数字，从而最终盒子看起来在宽度上延伸。这个解决方案的明显缺点是，填充和方面的值必须通过试验和错误找到，并且会因不同的字体和图形大小而发生变化。 在我的情况下，mutation_aspect = 0.04和pad=11.9的值会产生所需的结果，但在其他系统上它们当然可能不同。

import matplotlib.pyplot as plt 
import pandas as pd 
import numpy as np 

s = pd.Series(np.random.lognormal(.001, .01, 100)) 
ax = s.cumprod().plot() 
title = ax.set_title('My Log Normal Example', position=(.5, 1.02), 
      backgroundcolor='black', color='white', 
      verticalalignment="bottom", horizontalalignment="center") 
title._bbox_patch._mutation_aspect = 0.04 
title.get_bbox_patch().set_boxstyle("square", pad=11.9) 
plt.tight_layout() 
plt.savefig(__file__+".png") 
plt.show() 

Answer 2

除了缩放标题文本本身的边界框外，还可以在主要文本的上方创建辅助轴，并将其用作标题的“框”。由于轴通常看起来不像框，我们将关闭其轴标签和刻度，并将背景颜色设置为黑色以匹配OP。

我正在使用相同的方法来制作第二个匹配轴，如here。

此外，我使用AnchoredText将标题文本捕捉到轴，以便它可以很容易地位于它的中心。

import matplotlib.pyplot as plt 
from matplotlib.offsetbox import AnchoredText 
from mpl_toolkits.axes_grid1 import make_axes_locatable 
import pandas as pd 
import numpy as np 

s = pd.Series(np.random.lognormal(.001, .01, 100)) 
ax = s.cumprod().plot() 

divider = make_axes_locatable(ax) 
cax = divider.append_axes("top", size="11%", pad=0) 
cax.get_xaxis().set_visible(False) 
cax.get_yaxis().set_visible(False) 
cax.set_facecolor('black') 

at = AnchoredText("My Log Normal Example", loc=10, 
        prop=dict(backgroundcolor='black', 
          size=12, color='white')) 
cax.add_artist(at) 

plt.show() 

编辑：用于设置背景颜色时，你可能需要切换到旧的cax.set_axis_bgcolor('black')版本matplotlib。