如何在Python Matplotlib中设置不同图形的相同坐标轴尺寸

当设置相同figsize但绘制不同数据时，Matplotlib会自动调整坐标轴（Axes）位置以容纳标签、刻度等元素，导致实际绘图区域的宽高不一致。以下是几种可靠的解决方案：

方法1：使用constrained_layout（推荐） #

这是Matplotlib 3.0+自带的智能布局系统，会自动调整布局，确保所有图表的Axes尺寸一致，同时避免元素重叠。

import matplotlib.pyplot as plt

# 生成第一个图表
fig1, ax1 = plt.subplots(nrows=1, ncols=1, figsize=(3.5, 3), constrained_layout=True)
ax1.plot([0.1, 0.2, 0.3])
ax1.set_ylabel('Y', weight='bold')
ax1.set_xlabel('X', weight='bold')

# 生成第二个图表
fig2, ax2 = plt.subplots(nrows=1, ncols=1, figsize=(3.5, 3), constrained_layout=True)
ax2.plot([1, 2, 3])
ax2.set_ylabel('Y', weight='bold')
ax2.set_xlabel('X', weight='bold')

plt.show()

方法2：手动固定Axes位置 #

直接指定Axes在画布中的相对位置和尺寸，彻底避免自动调整带来的差异。参数格式为[left, bottom, width, height]，所有值都是相对于画布的比例（范围0-1）。

import matplotlib.pyplot as plt

# 定义统一的Axes位置与尺寸（可根据标签长度调整）
fixed_pos = [0.15, 0.15, 0.7, 0.7]

# 第一个图表
fig1, ax1 = plt.subplots(nrows=1, ncols=1, figsize=(3.5, 3))
ax1.plot([0.1, 0.2, 0.3])
ax1.set_ylabel('Y', weight='bold')
ax1.set_xlabel('X', weight='bold')
ax1.set_position(fixed_pos)

# 第二个图表
fig2, ax2 = plt.subplots(nrows=1, ncols=1, figsize=(3.5, 3))
ax2.plot([1, 2, 3])
ax2.set_ylabel('Y', weight='bold')
ax2.set_xlabel('X', weight='bold')
ax2.set_position(fixed_pos)

plt.show()

注意：如果坐标轴标签较长，需要调整left或bottom的值，确保标签不会被画布边缘截断。

方法3：使用GridSpec精确控制布局 #

适合更复杂的布局场景，通过定义Axes的边界参数，确保不同图表的绘图区域完全一致。

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.gridspec import GridSpec

# 第一个图表
fig1 = plt.figure(figsize=(3.5, 3))
gs1 = GridSpec(1, 1, left=0.15, right=0.85, bottom=0.15, top=0.85)
ax1 = fig1.add_subplot(gs1[0])
ax1.plot([0.1, 0.2, 0.3])
ax1.set_ylabel('Y', weight='bold')
ax1.set_xlabel('X', weight='bold')

# 第二个图表
fig2 = plt.figure(figsize=(3.5, 3))
gs2 = GridSpec(1, 1, left=0.15, right=0.85, bottom=0.15, top=0.85)
ax2 = fig2.add_subplot(gs2[0])
ax2.plot([1, 2, 3])
ax2.set_ylabel('Y', weight='bold')
ax2.set_xlabel('X', weight='bold')

plt.show()

这里right - left对应Axes的宽度比例，top - bottom对应高度比例，只要两个图表的参数完全一致，绘图区域的宽高就会完全相同。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ruslan