Matplotlib箭头风格与标注文本连接|plt.annotate函数与connectionstyle参数的使用与案例代码

Posted 2021-06-18 MarToony|名角

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Matplotlib箭头风格与标注文本连接|plt.annotate函数与connectionstyle参数的使用与案例代码相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

如果你认为下面的图比较美观，尤其是标注文本与箭头的连接部分，理论上阅读本文会有所得。

一 Plt.annotate函数

参考官网：https://matplotlib.org/stable/api/_as_gen/matplotlib.pyplot.annotate.html

matplotlib.pyplot.annotate(text, xy, *args, **kwargs)。

text：The text of the annotation.
注释文本的内容
xy：The point (x, y) to annotate. The coordinate system is determined by xycoords
被指向的数据点(x,y)的位置坐标，重要的是：这里的位置坐标值是参考xycoords参数的值，它表示plot中的点要遵守的坐标系的类型。
xytext：注释文本的坐标点，也是二维元组，默认与xy参数的值相同。
xycoords：被注释点的坐标系属性，允许输入的值如下
textcoords ：注释文本的坐标系属性，默认与xycoords属性值相同，也可设为不同的值。除了允许输入xycoords的属性值，还允许输入以下两种：

Value Description
‘offset points’ Offset (in points) from the xy value
‘offset pixels’ Offset (in pixels) from the xy value
arrowprops：箭头的样式，dict（字典）型数据。
用于在 xy 和 xytext 位置之间绘制箭头的属性。请注意，指向 xytext 的箭头边缘将以文本本身为中心，并且可能不会直接指向 xytext 中给出的坐标。
官网中指出，该字典参数的key值，会随着arrowstyle键的出现与否而不同，而arrowstyle意味着对箭头的定义：
- 如果没有出现arrowstyle键，则以下键key有效：
- 如果出现了arrowstyle键，则arrowstyle的值的可取值范围如下所示：
  
  大家自行体验即可，适合自己数据的才是最好的。
  以下是本人随机挑选的几个用于可视化。

Value	Description
‘offset points’	Offset (in points) from the xy value
‘offset pixels’	Offset (in pixels) from the xy value

# 较为完整的代码见文末。
def flopsA_Anotation(flops_A):
    i = 0
    plt.annotate("{}".format(flops_A[2][i]), xy=(flops_A[0][i] * alpha, flops_A[1][i]), xytext=(14, -80),
                 fontsize=11, textcoords='offset points', xycoords="data",
                 arrowprops=dict(arrowstyle='-')
                 )
    i = 1
    plt.annotate("{}".format(flops_A[2][i]), xy=(flops_A[0][i] * alpha, flops_A[1][i]), xytext=(+14, -98),
                 fontsize=11, textcoords='offset points', xycoords="data",
                 arrowprops=dict(arrowstyle='->')
                 )
    i = 2
    plt.annotate("{}".format(flops_A[2][i]), xy=(flops_A[0][i] * alpha, flops_A[1][i]), xytext=(+35, +25),
                 fontsize=11, textcoords='offset points', xycoords="data",
                 arrowprops=dict(arrowstyle='-[')
                 )
    i = 3
    plt.annotate("{}".format(flops_A[2][i]), xy=(flops_A[0][i] * alpha, flops_A[1][i]), xytext=(+130, -62),
                 fontsize=11, textcoords='offset points', xycoords="data",
                 arrowprops=dict(arrowstyle='|-|')
                 )
    i = 4
    plt.annotate("{}".format(flops_A[2][i]), xy=(flops_A[0][i] * alpha, flops_A[1][i]), xytext=(-30, -50),
                 fontsize=11, textcoords='offset points', xycoords="data",
                 arrowprops=dict(width=2, headwidth=4, headlength=10, shrink=4)
                 )
    i = 5
    plt.annotate("{}".format(flops_A[2][i]), xy=(flops_A[0][i] * alpha, flops_A[1][i]), xytext=(+100, -90),
                 fontsize=11, textcoords='offset points', xycoords="data",
                 arrowprops=dict(width=2, headwidth=4, headlength=10, shrink=4)
                 )
    i = 6
    plt.annotate("{}".format(flops_A[2][i]), xy=(flops_A[0][i] * alpha, flops_A[1][i]), xytext=(+25, +15),
                 fontsize=11, textcoords='offset points', xycoords="data",
                 arrowprops=dict(arrowstyle='-|>')
                 )
    i = 7
    plt.annotate("{}".format(flops_A[2][i]), xy=(flops_A[0][i] * alpha, flops_A[1][i]), xytext=(+100, +50),
                 fontsize=11, textcoords='offset points', xycoords="data",
                 arrowprops=dict(arrowstyle='<|-|>')
                 )
    i = 8
    plt.annotate("{}".format(flops_A[2][i]), xy=(flops_A[0][i] * alpha, flops_A[1][i]), xytext=(+45, +10),
                 fontsize=11, textcoords='offset points', xycoords="data",
                 arrowprops=dict(arrowstyle='<->')
                 )
    i = 9
    plt.annotate("{}".format(flops_A[2][i]), xy=(flops_A[0][i] * alpha, flops_A[1][i]), xytext=(+42, +80),
                 fontsize=11, textcoords='offset points', xycoords="data",
                 arrowprops=dict(arrowstyle='fancy')
                 )
    i = 10
    plt.annotate("{}".format(flops_A[2][i]), xy=(flops_A[0][i] * alpha, flops_A[1][i]), xytext=(+30, -43),
                 fontsize=11, textcoords='offset points', xycoords="data",
                 arrowprops=dict(arrowstyle='simple')
                 )
    i = 11
    plt.annotate("{}".format(flops_A[2][i]), xy=(flops_A[0][i] * alpha, flops_A[1][i]), xytext=(+30, -43),
                 fontsize=11, textcoords='offset points', xycoords="data",
                 arrowprops=dict(arrowstyle='wedge')
                 )

Annotate函数有众多参数，本文介绍有侧重，倾向于arrowprops中的connectionstyle。

二 Arrowprops参数中的connectionstyle

这一点才是本文的重点。

2.1 connectionstyle的效果图

# arrowprops=dict(arrowstyle='-', connectionstyle="arc,angleA=180,angleB=0,armA=50,armB=0,rad=5")

上面的代码即是connectionstyle参数的使用位置。而它实现的效果是：

在这里插入图片描述
左边的图表示没有使用connectionstyle时的arrowprops；而右边的图表示有使用connectionstyle时的arrowprops。因此connectionstyle是决定了箭头与被指向点A或者指向点B三者在连接处的细节处理。

2.2 connectionstyle的价值意义。

效果见本文的最后的案例效果图，又或者下文的图示，可以看出，如果能够处理好与标注文本连接的横线，则绘制的图会比较美观，很好的面对点密集的场景。

在这里插入图片描述

2.3 connectionstyle的参数解释：

参考官网：https://matplotlib.org/stable/tutorials/text/annotations.html#sphx-glr-tutorials-text-annotations-py

2.3.1 connectionstyle的可选值。

我们可以实现下面列出的五个名字；而当以下内容不能满足我们的需求的时候，我们需要使用指定具体的属性angleA and so on。 List item

2.3.2 `angleA , angleB, rad, armA, armB`五个参数的意义

A 表示标注文本的位置；B 表示被标注点的位置；
另外五个参数通过图示的方式介绍和读者自行尝试得到。
angle的取值是以右水平线即x轴正方向为起始方向；
arm的取值可能跟x轴y轴的度量有关系，本人的例子中，需要指定值超过50时，才会明显的看出手臂的存在。
rad表示弧度的大小，微调即可。

同时结合下图的demo以更深的理解。

2.3.3 使用方式

arrowprops=dict(arrowstyle='-',
                connectionstyle="arc,angleA=180,angleB=0,armA=60,armB=0,rad=1"
                )
# or  Name
arrowprops=dict(arrowstyle='-',
                connectionstyle="angle3"
                )

三经典案例效果图