Matplotlib左下角子图无法呈正方形及标题位置异常问题咨询

尝试构建2×2子图布局，要求左下角子图为完美正方形，编写了如下代码：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

fig=plt.figure()
ax=np.empty((2,2,),dtype=object)
ax[1][0]=fig.add_subplot(2,2,3)
ax[0][0]=fig.add_subplot(2,2,1,sharex=ax[1][0])
ax[1][1]=fig.add_subplot(2,2,4,sharey=ax[1][0])
ax[0][1]=fig.add_subplot(2,2,2,sharex=ax[1][1],sharey=ax[0][0])
plt.subplots_adjust(hspace=0,wspace=0)
old_position,old_position2,old_position3,old_position4=list(ax[0][0].get_position().bounds),list(ax[1][1].get_position().bounds),list(ax[1][0].get_position().bounds),list(ax[0][1].get_position().bounds)
old_position[-1]=old_position[-1]/2
old_position2[-2]=old_position2[-2]/2
old_position3[-1]=old_position3[-2]
old_position4[-1]=old_position4[-1]/2
old_position4[-2]=old_position4[-2]/2
ax[0][0].set_position(old_position)
ax[1][1].set_position(old_position2)
ax[1][0].set_position(old_position3)
ax[0][1].set_position(old_position4)
ax[0][0].xaxis.set_visible(False)
ax[0][1].xaxis.set_visible(False)
ax[1][1].yaxis.set_visible(False)
ax[0][1].yaxis.set_visible(False)
#plot stuff onto axes objects
plt.suptitle('Test')
plt.show()

代码中设置左下角子图的位置参数old_position3为[0.125, 0.10999999999999999, 0.38749999999999996, 0.38749999999999996]，宽高维度均为0.3874，理论上应呈现正方形，但实际显示时宽高比约为3/5，并非正方形；同时图的suptitle位置过高，仍沿用旧布局的位置。

异常原因 #

1. 归一化坐标与画布比例不匹配：get_position().bounds返回的是基于整个画布的归一化坐标（范围0-1），如果画布本身不是正方形，归一化的宽高数值相等时，对应的实际像素宽高并不相等。比如画布是宽屏比例，相同归一化数值的宽度对应的像素数会远大于高度，视觉上就不是正方形。
2. 标题位置未随布局更新：suptitle默认基于初始子图布局计算位置，手动调整子图位置后，标题不会自动重新适配，所以会停留在原布局的顶部区域。

解决办法 #

1. 让左下角子图呈现视觉正方形 #

方法一：使用正方形画布

创建画布时指定宽高相等的尺寸，这样归一化坐标的宽高相等就对应视觉上的正方形：

fig = plt.figure(figsize=(8, 8))  # 宽高均为8英寸的正方形画布

方法二：强制子图坐标轴比例为1

给左下角子图设置aspect='equal'，强制坐标轴的宽高比为1，不管画布比例如何，子图都会呈现正方形：

ax[1][0].set_aspect('equal', adjustable='box')

方法三：基于画布尺寸计算对应高度

如果需要保留非正方形画布，可通过画布实际尺寸计算子图的归一化高度，确保实际像素宽高相等：

fig = plt.figure(figsize=(10, 6))
fig_width, fig_height = fig.get_size_inches()
subplot_width = old_position3[2]
# 计算对应归一化高度，保证实际像素宽高一致
subplot_height = subplot_width * fig_width / fig_height
old_position3[3] = subplot_height
ax[1][0].set_position(old_position3)

2. 调整suptitle位置 #

方法一：手动设置标题垂直位置

通过y参数调整标题的垂直位置，值越小越靠下：

plt.suptitle('Test', y=0.95)  # 根据实际布局调整y值

方法二：用tight_layout自动适配

调用tight_layout并通过rect参数预留标题空间，让标题自动适配新布局：

plt.tight_layout(rect=[0, 0, 1, 0.95])  # rect=[左, 下, 右, 上]，预留顶部空间给标题
plt.suptitle('Test')

优化后的完整代码示例 #

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 使用正方形画布
fig = plt.figure(figsize=(8, 8))
ax = np.empty((2,2), dtype=object)

ax[1][0] = fig.add_subplot(2,2,3)
ax[0][0] = fig.add_subplot(2,2,1, sharex=ax[1][0])
ax[1][1] = fig.add_subplot(2,2,4, sharey=ax[1][0])
ax[0][1] = fig.add_subplot(2,2,2, sharex=ax[1][1], sharey=ax[0][0])

plt.subplots_adjust(hspace=0, wspace=0)

# 调整子图位置
old_pos = list(ax[0][0].get_position().bounds)
old_pos2 = list(ax[1][1].get_position().bounds)
old_pos3 = list(ax[1][0].get_position().bounds)
old_pos4 = list(ax[0][1].get_position().bounds)

old_pos[-1] /= 2
old_pos2[-2] /= 2
old_pos3[-1] = old_pos3[-2]
old_pos4[-1] /= 2
old_pos4[-2] /= 2

ax[0][0].set_position(old_pos)
ax[1][1].set_position(old_pos2)
ax[1][0].set_position(old_pos3)
ax[0][1].set_position(old_pos4)

# 隐藏多余坐标轴
ax[0][0].xaxis.set_visible(False)
ax[0][1].xaxis.set_visible(False)
ax[1][1].yaxis.set_visible(False)
ax[0][1].yaxis.set_visible(False)

# 适配标题位置
plt.tight_layout(rect=[0, 0, 1, 0.95])
plt.suptitle('Test')

plt.show()

内容的提问来源于stack exchange，提问作者samman