Matplotlib图形边框与文本显示范围不一致问题咨询

问题 #

我发现下述Matplotlib代码的运行结果存在异常：

import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots()

plt.text(1.3, 1.3, "ABC", color = 'red')

# Add blue border
#
fig.patch.set_linewidth(3)
fig.patch.set_edgecolor("blue")

fig.text(0, 1, "DEF", color = 'red')

plt.show()
plt.close()
fig.patch.set_linewidth(3)
fig.patch.set_edgecolor("blue")

fig.text(0, 1, "DEF")

plt.show()
plt.close()

当使用plt.text在图形上限1以外添加文本时，蓝色边框会扩展以容纳右上角的文本；但同为figure对象方法的fig.text却将文本放置在原本的图形上限位置。请问为何同属fig的方法会出现这种不一致，如何让fig.text自动适配新增文本？

原因分析 #

• plt.text()本质是Axes对象的方法（等同于ax.text()），它默认使用Axes坐标系（x、y范围默认0-1）。当传入超出Axes默认范围的坐标（比如(1.3,1.3)）时，Matplotlib会自动调整Axes的边界范围，整个Figure的大小会跟着Axes的调整扩展，所以蓝色边框（Figure的边框）会随之变大。
• fig.text()是Figure对象的方法，默认使用Figure坐标系（x、y范围0-1，对应Figure的左下角到右上角）。传入的(0,1)本身就在Figure的原始范围内，不会触发Axes或Figure的边界调整，自然不会让边框扩展。

解决方法 #

要让fig.text()自动适配文本，有两种可行思路：

方法1：手动触发布局适配 #

在调用plt.show()前，使用fig.tight_layout()让Figure自动调整布局，适配所有元素：

import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots()

fig.patch.set_linewidth(3)
fig.patch.set_edgecolor("blue")

# 传入超出原始Figure范围的坐标
fig.text(0, 1.1, "DEF", color='red')

fig.tight_layout()  # 自动调整布局容纳文本
plt.show()
plt.close()

方法2：给fig.text指定Axes坐标系 #

通过transform参数将fig.text的坐标系改为Axes的transAxes，这样它就会像ax.text一样，在坐标超出范围时触发边界调整：

import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots()

fig.patch.set_linewidth(3)
fig.patch.set_edgecolor("blue")

# 指定使用Axes坐标系
fig.text(0, 1.3, "DEF", color='red', transform=ax.transAxes)

plt.show()
plt.close()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dave