我明白你的需求——不想手动设置字体大小或图例尺寸，希望每个子图的图例能自动适配所在坐标轴的空间，不会超出边界。这里有个可行的方案，通过动态计算坐标轴和图例的尺寸来自动调整，代码实现起来也很直观：

核心思路 #

1. 临时创建一个图例，获取它的初始尺寸（只有绘制画布后才能拿到准确的尺寸数据）
2. 对比坐标轴的可用空间，计算出合适的缩放比例
3. 根据缩放比例调整图例的字体大小，再创建最终的图例并放置在坐标轴内部

完整实现代码 #

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

def auto_adjust_legend(ax, legend_label):
    # 获取坐标轴的英寸尺寸（转换后适配当前DPI）
    ax_extent = ax.get_window_extent().transformed(fig.dpi_scale_trans.inverted())
    ax_width, ax_height = ax_extent.width, ax_extent.height
    
    # 创建临时图例来获取初始尺寸
    temp_legend = ax.legend([legend_label], [legend_label])
    fig.canvas.draw()
    legend_extent = temp_legend.get_window_extent().transformed(fig.dpi_scale_trans.inverted())
    temp_legend.remove()  # 删掉临时图例，避免干扰
    
    # 计算缩放比例：让图例最多占坐标轴80%的空间，避免过于拥挤
    scale_factor = min(ax_width / legend_extent.width * 0.8, ax_height / legend_extent.height * 0.8)
    # 基于Matplotlib默认字体大小调整新的字体尺寸
    adjusted_font_size = plt.rcParams['legend.fontsize'] * scale_factor
    
    # 创建适配后的图例，放在右上角靠近边缘的位置，减少留白
    ax.legend(
        fontsize=adjusted_font_size,
        loc='upper right',
        bbox_to_anchor=(0.97, 0.97),
        borderaxespad=0  # 消除图例和坐标轴之间的默认 padding
    )

# 示例数据
x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 400)
a = x ** 2
b = x ** 3
c = x ** 4
functions = [a, b, c]
long_label = "This is a long label for a legend and I try to fit to its ax"

# 创建2x2子图，用constrained_layout代替tight_layout，自动处理子图间距
fig, axs = plt.subplots(2, 2, constrained_layout=True)

# 绘制曲线
for y in functions:
    axs[0, 0].plot(x, y, label=long_label)
    axs[0, 1].plot(x, -y, label=long_label)
    axs[1, 0].plot(x, y, label=long_label)
    axs[1, 1].plot(x, -y, label=long_label)

# 配置每个子图并应用自动适配的图例
for ax in axs.flat:
    ax.set_title('Title')
    ax.set(xlabel='x-label', ylabel='y-label')
    auto_adjust_legend(ax, long_label)

plt.show()

额外说明 #

• 用constrained_layout=True代替tight_layout()，能更智能地处理标题、坐标轴标签和子图之间的间距，避免重叠问题
• 如果你觉得图例和坐标轴边缘太近，可以微调bbox_to_anchor的数值（比如改成(0.95, 0.95)）或者给borderaxespad设置一个小值（比如0.1）
• 这个方法会根据每个子图的实际尺寸动态调整，不管子图布局怎么变，图例都能适配所在坐标轴的空间

内容的提问来源于stack exchange，提问作者allabur