如何用Pandas结合Matplotlib制作2x2子图并通过Pdfpages存为单页PDF

我目前用Python的PdfPages工具，原本是通过Pandas DataFrame分别绘制4个图表，每个图表单独存为PDF的一页，代码如下：

df1.plot(x='col1', y=['col2', 'col3'], style='-', title=title1)
pdf.savefig()
plt.close()

df2.plot(x='col1', y=['col2', 'col3'], style='-', title=title2)
pdf.savefig()
plt.close()

df3.plot(x='col1', y=['col2', 'col3'], style='-', title=title3)
pdf.savefig()
plt.close()

df4.plot(x='col1', y=['col2', 'col3'], style='-', title=title4)
pdf.savefig()
plt.close()

我知道Matplotlib可以通过子图函数创建2x2布局的多图，示例代码如下：

# Initialise the subplot function using number of rows and columns
figure, axis = plt.subplots(2, 2)
  
# For Sine Function
axis[0, 0].plot(X, Y1)
axis[0, 0].set_title("Sine Function")
  
# For Cosine Function
axis[0, 1].plot(X, Y2)
axis[0, 1].set_title("Cosine Function")
... etc
# Then use pdfpages, e.g. pdf.savefig(figure)

现在想把df1到df4的图表整合为2x2布局的单页图表，再保存到PDF的同一页，该怎么实现？

直接利用Matplotlib的subplots创建2x2子图布局，然后指定每个DataFrame的绘图目标为对应的子图轴对象即可，完整代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.backends.backend_pdf import PdfPages
import pandas as pd

# 假设df1-df4、title1-title4已提前定义好

# 创建2x2的子图布局，可根据需求调整画布大小
fig, axes = plt.subplots(2, 2, figsize=(12, 8))

# 在对应子图上绘制DataFrame图表
df1.plot(x='col1', y=['col2', 'col3'], style='-', title=title1, ax=axes[0, 0])
df2.plot(x='col1', y=['col2', 'col3'], style='-', title=title2, ax=axes[0, 1])
df3.plot(x='col1', y=['col2', 'col3'], style='-', title=title3, ax=axes[1, 0])
df4.plot(x='col1', y=['col2', 'col3'], style='-', title=title4, ax=axes[1, 1])

# 自动调整子图间距，避免标题、标签重叠
plt.tight_layout()

# 将整个布局保存到PDF的同一页
with PdfPages('combined_plots.pdf') as pdf:
    pdf.savefig(fig)
plt.close(fig)

关键说明 #

• plt.subplots(2,2)会生成一个包含4个子图的画布，axes是2x2的数组，对应每个子图的轴对象。
• Pandas的plot方法支持通过ax参数指定绘图目标，把每个DataFrame的图表精准绘制到对应子图位置。
• plt.tight_layout()自动优化子图间距和尺寸，解决元素重叠问题，提升图表可读性。
• 最后将整个fig对象保存到PDF，就能实现4个图表在同一页的2x2布局。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者JDS