如何让Matplotlib嵌套子图适配约束布局？

我尝试在Matplotlib中创建嵌套子图，每个子图由接收axis对象的函数生成，部分绘图函数自身也能创建子图。

简单示例可正常运行：

def myplot(ax):
    gs = gridspec.GridSpecFromSubplotSpec(2, 1, subplot_spec=ax)
    fig = ax.figure
    ax1 = fig.add_subplot(gs[0, 0])
    ax1.plot([1, 3, 2])
    ax2 = fig.add_subplot(gs[1, 0])
    ax2.plot([1, 3, 2])

f, a = plt.subplot_mosaic("ab") 
myplot(a['a'])

但复杂图形中标签、刻度和图例会出现重叠问题，尝试用约束布局解决时，添加后抛出错误：

def myplot(ax):
    gs = gridspec.GridSpecFromSubplotSpec(2, 1, subplot_spec=ax)
    fig = ax.figure
    ax1 = fig.add_subplot(gs[0, 0])
    ax1.plot([1, 3, 2])
    ax2 = fig.add_subplot(gs[1, 0])
    ax2.plot([1, 3, 2])

f, a = plt.subplot_mosaic("ab")
f.set_constrained_layout(True)
myplot(a['a'])

报错信息：

AttributeError: 'Axes' object has no attribute 'rowspan'

错误原因 #

GridSpecFromSubplotSpec需要传入**SubplotSpec对象**来定义嵌套子图的布局，但subplot_mosaic返回的a['a']是Axes实例。约束布局在处理时会尝试访问SubplotSpec特有的rowspan/colspan属性，而Axes对象没有这些属性，因此触发报错。

修复方法1：传入SubplotSpec而非Axes #

直接获取subplot_mosaic对应位置的SubplotSpec，传入绘图函数，并移除原有的Axes避免重叠：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.gridspec as gridspec

def myplot(spec):
    # 基于SubplotSpec创建嵌套网格
    gs = gridspec.GridSpecFromSubplotSpec(2, 1, subplot_spec=spec)
    fig = spec.figure
    # 移除原位置的Axes
    spec.get_axes()[0].remove()
    # 创建嵌套子图
    ax1 = fig.add_subplot(gs[0])
    ax1.plot([1, 3, 2])
    ax2 = fig.add_subplot(gs[1])
    ax2.plot([1, 3, 2])

# 启用约束布局创建画布
f = plt.figure(constrained_layout=True)
# 创建mosaic布局
f.subplot_mosaic("ab")
# 获取"a"位置对应的SubplotSpec
spec_a = f._gridspec.get_subplot_spec((0, 0))
myplot(spec_a)

plt.show()

修复方法2：利用subplot_mosaic的嵌套语法 #

直接在subplot_mosaic的布局定义中声明嵌套结构，让Matplotlib自动处理约束布局，无需手动创建GridSpec：

import matplotlib.pyplot as plt

def myplot(axs):
    axs[0].plot([1, 3, 2])
    axs[1].plot([1, 3, 2])

# 定义嵌套mosaic："a"位置跨2行，"b"位置对应右侧列
f, ax_dict = plt.subplot_mosaic(
    [['a', 'b'], ['a', 'b']],
    constrained_layout=True
)
# ax_dict['a']是包含两个Axes的数组，直接传入绘图函数
myplot(ax_dict['a'])

plt.show()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者roberto