matplotlib绘制Pareto最优前沿时如何合并两个图例？

你遇到的双图例拆分问题，本质是循环绘制蓝色候选点时，每次调用ax.plot()都会生成一个独立的隐式图例条目，最终和红色帕累托点的图例分裂显示。只要给两类点分别指定唯一标签，matplotlib就会自动合并同类型元素的图例项，生成单个统一图例。

另外原代码存在几处会直接导致运行报错的问题，一并修复：

• 修复dominates、pareto_front函数内部的缩进语法错误
• 修正坐标轴、标题的错误赋值写法（直接给ax.xlabel、plt.title属性赋值是无效操作，需要调用官方提供的set_*方法）
• 修正帕累托前沿的标签拼写错误（原代码写为Pareto Font，应为Pareto Front）
• 循环绘制蓝色点时仅在第一次传入标签参数，避免重复生成上千条无效图例项

修正后可直接运行的代码 #

import matplotlib.pyplot as plt
import random

def dominates(bestRouteTime, num_buses):
    dominating = False
    for i in range(len(bestRouteTime)):
        if bestRouteTime[i] > num_buses[i]:
            return False
        if bestRouteTime[i] < num_buses[i]:
            dominating = True
    return dominating


def is_dominated(bestRouteTime, front):
    for num_buses in front:
        if dominates(num_buses, bestRouteTime):
            return True
    return False

def pareto_front(cand):
    front = set([])
    for i in cand:
        add_i = True
        for j in list(front):
            if dominates(i, j):
                front.remove(j)
            if dominates(j, i):
                add_i = False
        if add_i:
            front.add(i)
    front = list(front)
    front.sort()
    return front

if __name__ == "__main__":
    # random.seed(1)
    cand = [(random.random()**.25, random.random()**.25) for i in range(1000)]
    fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 8))

    # 绘制普通候选解，仅首次绘制传入标签避免重复图例
    for idx, (bestRouteTime, num_buses) in enumerate(cand):
        x, y = (bestRouteTime * 360, num_buses * 10)
        if idx == 0:
            ax.plot(x, y, "bo", label="Candidate Solutions")
        else:
            ax.plot(x, y, "bo")

    # 绘制帕累托前沿点
    front = pareto_front(cand)
    ax.plot(
        [x for (x, y) in front],
        [y for (x, y) in front],
        "ro",
        label="Pareto Front"
    )

    # 设置坐标轴与标题
    ax.set_ylabel('Number of Walking Buses')
    ax.set_xlabel('Travel Time (seconds)')
    ax.set_title("Pareto Optimal Fronts (TSPTW)")
    # 生成统一图例
    ax.legend(loc='best', shadow=True, fontsize='large')
    plt.show()

运行代码后会生成单个合并后的图例，仅包含「候选解」「帕累托前沿」两个条目，不会再出现分裂的双图例问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者agyengo44