求助：Matplotlib中Colorbar图例标签字体大小不一致问题

我使用Python的Matplotlib进行数据可视化，colorbar图例通过颜色对应不同数值，但发现colorbar的刻度标签字体大小不一致，既降低了可读性，也影响图表整体美观。

尝试通过colorbar对象的set_label和set_tick_params方法显式设置字体大小后，问题仍未解决，现寻求可行的解决建议。

相关代码 #

import pathlib
from typing import Union, Dict, Optional

import osmnx as ox

from matplotlib import pyplot as plt, colors, cm
from matplotlib.font_manager import FontProperties
from matplotlib.ticker import FuncFormatter

from configs.default import get_default_config
from preprocessing.graph_loader import GraphLoader

root_dir = pathlib.Path(__file__).parent.parent.absolute()


class GraphMapper:
    def __init__(self):
        self.config = get_default_config()['ds']
        self.graph = GraphLoader().graph

    def plot_dict_on_graph_as_heatmap(
            self,
            dictionary: Dict,
            title: str,
            filename: Optional[str] = None,
            font: str = 'Consolas',  # 'Times New Roman',
            fontsize: int = 25
    ) -> None:
        cmap = plt.cm.inferno
        maximum_value = max([dictionary[k] for k in dictionary.keys()])
        minimum_value = max(min(dictionary.values()), 1)
        norm = colors.LogNorm(vmin=minimum_value, vmax=maximum_value)
        sm = cm.ScalarMappable(norm=norm, cmap=cmap)

        node_color = [
            sm.to_rgba(dictionary[n])
            if dictionary[n] > 0
            else sm.to_rgba(minimum_value)
            for n in self.graph.nodes(data=False)
        ]

        node_size = [10 if dictionary[n] > 0 else 0 for n in self.graph.nodes(data=False)]

        # noinspection PyTypeChecker
        fig, ax = ox.plot_graph(
            self.graph,
            node_size=node_size,
            edge_linewidth=.5,
            node_color=node_color,
            edge_color='#333333',
            bgcolor='w',
            show=False,
            close=False,
        )

        cbar = plt.colorbar(sm, ax=ax, shrink=0.8, pad=0.01)
        font_properties = FontProperties(
            family=font,
            size=fontsize,
        )

        if title != '':
            cbar.set_label(title, fontproperties=font_properties)

        # formatter = FuncFormatter(lambda x, _: r"${:.0f} \times 10^3$".format(x / 1e3))
        # cbar.ax.yaxis.set_major_formatter(formatter)
        # cbar.ax.tick_params(labelsize=fontsize)
        # cbar.ax.yaxis.set_tick_params(pad=fontsize)
        cbar.ax.set_yticklabels(cbar.ax.get_yticklabels(), fontproperties=font_properties)

        plt.subplots_adjust(
            left=0.01,
            bottom=0.01,
            right=0.99,
            top=0.99,
            wspace=0.01,
            hspace=0.01
        )

        if filename is not None:
            plt.savefig(root_dir / "visualizations" / (str(filename) + ".pdf"), bbox_inches='tight')

        plt.show()

输出问题 #

输出的colorbar中，仅10^3格式符合预期，其他数值的字体大小不一致。

已尝试的方法 #

• 使用FontProperties设置统一字体属性
• 遍历每个刻度标签单独设置字体：

  for label in cbar.ax.yaxis.get_ticklabels():
      label.set_fontproperties(fontprops)
  

  或

  cbar.set_ticklabels([label.get_text() for label in cbar.ax.get_yticklabels()], fontproperties=fontprops)
  

• 使用格式化器统一标签格式：

  formatter = FuncFormatter(lambda x, pos: f'{x:.0f}')
  cbar.ax.yaxis.set_major_formatter(formatter)
  cbar.ax.set_yticklabels(cbar.ax.get_yticklabels(), fontproperties=fontprops)
  

解决建议 #

核心原因

由于使用了LogNorm对数归一化，Matplotlib会自动为对数刻度的10幂次标签启用TeX渲染生成上标，这部分标签的字体属性未被统一覆盖，导致大小不一致。直接调用set_yticklabels会干扰自动格式生成，反而加剧问题。

方案1：统一设置轴的所有字体属性（推荐）

不要单独修改ticklabels，直接为colorbar的轴整体设置字体属性，确保包括TeX渲染的上标在内的所有元素都使用统一配置：

# 替换原代码中cbar.ax.set_yticklabels(...)的部分
font_properties = FontProperties(family=font, size=fontsize)

# 设置colorbar标题字体
if title != '':
    cbar.set_label(title, fontproperties=font_properties)

# 统一设置所有刻度标签和轴标签的字体
for label in cbar.ax.get_yticklabels() + [cbar.ax.yaxis.label]:
    label.set_fontproperties(font_properties)

# 同时设置刻度标签大小（双重保障）
cbar.ax.tick_params(labelsize=fontsize)

方案2：自定义对数格式化器，手动控制标签格式

自己实现对数刻度的格式化逻辑，避免Matplotlib自动生成混合格式的标签：

import numpy as np
from matplotlib.ticker import FuncFormatter

# 自定义对数格式函数
def custom_log_formatter(x, pos):
    if x <= 0:
        return "0"
    exponent = int(np.floor(np.log10(x)))
    coeff = x / (10 ** exponent)
    # 统一格式为"数字 × 10^指数"或"10^指数"
    if np.isclose(coeff, 1):
        return f"$10^{{{exponent}}}$"
    else:
        return f"${coeff:.0f} \\times 10^{{{exponent}}}$"

# 应用格式化器
formatter = FuncFormatter(custom_log_formatter)
cbar.ax.yaxis.set_major_formatter(formatter)

# 统一设置字体
font_properties = FontProperties(family=font, size=fontsize)
cbar.ax.set_yticklabels(cbar.ax.get_yticklabels(), fontproperties=font_properties)
cbar.ax.tick_params(labelsize=fontsize)
if title != '':
    cbar.set_label(title, fontproperties=font_properties)

方案3：关闭TeX渲染（如果不需要上标格式）

如果不需要上标样式，直接关闭Matplotlib的TeX渲染，让所有标签使用普通字体：

# 在代码开头添加
plt.rcParams['text.usetex'] = False

# 然后正常设置字体属性
font_properties = FontProperties(family=font, size=fontsize)
cbar.set_label(title, fontproperties=font_properties)
cbar.ax.set_yticklabels(cbar.ax.get_yticklabels(), fontproperties=font_properties)
cbar.ax.tick_params(labelsize=fontsize)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Julian47723705