Matplotlib中如何从vlines返回的LineCollection提取Line2D用于图例？

LineCollection是批量线条的容器，内部并没有单独的Line2D对象实例，不存在从LineCollection提取Line2D的方法，官方也没有提供反向提取的接口。以下是几种实用的替代方案：

方案一：手动构造Line2D对象作为图例项 #

直接创建一个和竖直线样式匹配的Line2D对象，专门用于图例展示：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.lines import Line2D

fig, ax = plt.subplots(1,1)
ax.plot(meas['times'], meas['data'], label='measurement')
# 绘制竖直线，记录样式
vlins = ax.vlines([trigger_time], 0, 100)
# 获取现有图例的手柄与标签
lines, labels = ax.get_legend_handles_labels()
# 生成匹配样式的Line2D对象
legend_handle = Line2D(
    [], [],
    color=vlins.get_edgecolor()[0],
    linestyle=vlins.get_linestyle()[0],
    linewidth=vlins.get_linewidth()[0]
)
# 更新图例
ax.legend(lines + [legend_handle], labels + ['trigger event'])
plt.show()

方案二：改用plot绘制单条竖直线 #

如果仅需绘制单条竖直线，直接用ax.plot替代vlines，返回的就是Line2D对象，可直接添加图例：

fig, ax = plt.subplots(1,1)
ax.plot(meas['times'], meas['data'], label='measurement')
# 用plot绘制竖直线，x坐标固定为trigger_time，y覆盖0到100
ax.plot([trigger_time, trigger_time], [0, 100], label='trigger event')
ax.legend()
plt.show()

方案三：自定义图例条目 #

通过ax.legend的handles参数直接传入自定义条目，本质和方案一类似：

fig, ax = plt.subplots(1,1)
ax.plot(meas['times'], meas['data'], label='measurement')
ax.vlines([trigger_time], 0, 100)
# 直接构造图例手柄列表
handles = [
    plt.Line2D([], [], color='C0', label='measurement'),
    plt.Line2D([], [], color='C1', label='trigger event')
]
ax.legend(handles=handles)
plt.show()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Axel Heinrici