如何在Matplotlib柱状图中添加自定义对比箭头？

基础数据与现有代码 #

数据定义 #

import numpy as np
base = np.arange(2)
y_axis = [32.59, 28.096]

现有绘图代码 #

import matplotlib.pyplot as plt
base = np.arange(2)
fig, ax = plt.subplots()
fig.set_figheight(10)
fig.set_figwidth(15)

bars = ax.bar(base, y_axis, width=0.3)
bars[0].set_color('g')
ax.bar_label(bars, [f'{i}%' for i in y_axis])
ax.set_xticks(base, labels=['Simplificado','Não simplificados'])

具体实现方法 #

方法1：使用ax.arrow()手动绘制单向对比箭头 #

直接指定箭头的起点、偏移量，配合样式参数实现清晰的对比效果，适合简单的水平/垂直箭头：

# 获取柱子顶部坐标
top_y1 = y_axis[0]
top_y2 = y_axis[1]
x1 = base[0]
x2 = base[1]

# 将箭头置于最高柱子上方，避免与柱子重叠
arrow_height = max(top_y1, top_y2) + 1
# 绘制水平箭头，从第一个柱子顶部指向第二个
ax.arrow(x1, arrow_height, dx=x2 - x1, dy=0,
         width=0.02, head_width=0.1, head_length=0.1,
         color='red', linestyle='--')

# 添加差值标注
diff = top_y1 - top_y2
ax.text((x1 + x2)/2, arrow_height + 0.5, f'↓ {diff:.2f}%', ha='center', fontsize=12, color='red')

方法2：使用annotate()绘制带标注的箭头 #

同时实现箭头和说明文本，灵活性更高，支持自定义箭头样式和文本位置：

diff = y_axis[0] - y_axis[1]
mid_x = (base[0] + base[1])/2
# 标注位置设为两柱中间上方
mid_y = max(y_axis) + 1.5

# 单向箭头+标注
ax.annotate(f'差值: {diff:.2f}%',
            xy=(base[0], y_axis[0]),  # 箭头起点（第一个柱子顶部）
            xytext=(mid_x, mid_y),     # 文本显示位置
            arrowprops=dict(facecolor='blue', shrink=0.05, width=1, headwidth=8),
            ha='center', fontsize=12)

# 双向对比箭头（可选）
ax.annotate('',
            xy=(base[0], y_axis[0]),
            xy=(base[1], y_axis[1]),
            arrowprops=dict(arrowstyle='<->', color='green', linewidth=2))
ax.text(mid_x, (y_axis[0]+y_axis[1])/2 + 0.5, f'{diff:.2f}%', ha='center', fontsize=12)

方法3：使用ConnectionPatch绘制精细连接箭头 #

适合需要跨坐标区域或更复杂样式的箭头，支持自定义箭头的连接方式：

from matplotlib.patches import ConnectionPatch

# 获取两个柱子的顶部中心坐标
x0, y0 = base[0], y_axis[0]
x1, y1 = base[1], y_axis[1]

# 创建连接箭头
conn = ConnectionPatch(xyA=(x0, y0), xyB=(x1, y1),
                       coordsA='data', coordsB='data',
                       axesA=ax, axesB=ax,
                       arrowstyle='->', color='purple', linewidth=2)
ax.add_artist(conn)

# 添加差值标注
ax.text((x0+x1)/2, max(y0,y1)+1, f'↓ {y0-y1:.2f}%', ha='center', fontsize=12)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者INGl0R1AM0R1