如何使用 matplotlib 在日期时间轴上绘制一个矩形？

Posted 2023-02-23

【中文标题】如何使用 matplotlib 在日期时间轴上绘制一个矩形？

【英文标题】：How to plot a rectangle on a datetime axis using matplotlib?

【发布时间】：2015-09-18 16:43:06

【问题描述】：

我尝试使用以下代码在带有日期时间 x 轴的图表上绘制一个矩形：

from datetime import datetime, timedelta
from matplotlib.patches import Rectangle
import matplotlib.pyplot as plt

# Create new plot
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)

# Create rectangle
startTime = datetime.now()
width = timedelta(seconds = 1)
endTime = startTime + width
rect = Rectangle((startTime, 0), width, 1, color='yellow')

# Plot rectangle
ax.add_patch(rect)   ### ERROR HERE!!! ###
plt.xlim([startTime, endTime])
plt.ylim([0, 1])
plt.show()

但是，我得到了错误：

TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'float' and 'datetime.timedelta'

怎么了？ （我使用的是 matplotlib 1.0.1 版）

【参考方案1】：

您在尝试使用 x 的日期时间值创建 patches.Rectangle 艺术家时看到的另一个错误是：

TypeError: float() argument must be a string or a number.

原因是在Rectangle对象初始化期间x参数在内部被转换为float：

self._x = float(xy[0])

它不适用于日期时间值。 @hitzg 提出的解决方案将解决这个问题，因为 matplotlib.dates.date2num() 返回浮点数。

【参考方案2】：

问题在于 matplotlib 使用自己的日期/时间表示（浮动天数），因此您必须先转换它们。此外，您必须告诉 xaxis 它应该有日期/时间刻度和标签。下面的代码就是这样做的：

from datetime import datetime, timedelta
from matplotlib.patches import Rectangle
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.dates as mdates

# Create new plot
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)

# Create rectangle x coordinates
startTime = datetime.now()
endTime = startTime + timedelta(seconds = 1)

# convert to matplotlib date representation
start = mdates.date2num(startTime)
end = mdates.date2num(endTime)
width = end - start

# Plot rectangle
rect = Rectangle((start, 0), width, 1, color='yellow')
ax.add_patch(rect)   

# assign date locator / formatter to the x-axis to get proper labels
locator = mdates.AutoDateLocator(minticks=3)
formatter = mdates.AutoDateFormatter(locator)
ax.xaxis.set_major_locator(locator)
ax.xaxis.set_major_formatter(formatter)

# set the limits
plt.xlim([start-width, end+width])
plt.ylim([-.5, 1.5])

# go
plt.show()

结果：

注意：Matplotlib 1.0.1 非常旧。我不能保证我的例子会奏效。你应该尝试更新！

【讨论】：

注意，如果x轴的日期来自pandas，则需要先转换为python date-time。那么start = mdates.date2num( startTime ) 行将是start = mdates.date2num( startTime.to_pydatetime() )。 end 也是如此。

【参考方案3】：

问题是type(startTime) datetime.datetime 不是传递到矩形的有效类型。需要将其类型转换为支持的类型才能使用矩形补丁。

如果您真正想要的是制作一个黄色矩形，只需制作一个带有黄色背景的普通图：

from datetime import datetime, timedelta
from matplotlib.patches import Rectangle
import matplotlib.pyplot as plt

# Create new plot
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, axisbg='yellow')
plt.xticks(rotation=15)
plt.tight_layout()
# Create rectangle
startTime = datetime.now()
width = timedelta(seconds = 1)
endTime = startTime + width

#rect = Rectangle((0, 0), 1, 1, color='yellow')

# Plot rectangle
#ax.add_patch(rect)   ### ERROR HERE!!! ###

plt.xlim([startTime, endTime])
plt.ylim([0, 1])
plt.show()