pandas结合matplotlib绘制双y轴散点图如何指定系列对应坐标轴

问题背景 #

需要在单张matplotlib图表中同时配置左侧、右侧两个Y轴：

• 基于pandas读取Excel指定范围数据存入DataFrame后绘图
• 预期效果：PM3散点系列绑定右侧Y轴，PM1、AFS散点系列保留在左侧Y轴
• 现有代码可正常绘制三个字段的散点，但调用twinx()未达到轴分离的预期效果

原有代码 #

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np

testproject = r"C:\Users\223070186\Documents\PleaseWork.xlsx"

var = pd.read_excel(testproject, sheet_name ="Test1")


df = pd.DataFrame(var, columns = ["Time", "PM1", "PM3", "AFS"])
df2 = df.iloc[1108:1142, 0:4]


ax1 = df2.plot(kind = "scatter", x = "Time", y = "PM1", color = "r")

ax2 = df2.plot(kind = "scatter", x="Time", y = "PM3", color = "purple", ax =ax1)

ax3 = df2.plot(kind = "scatter", x = "Time", y= "AFS", color = "orange", ax = ax2)

plt.xlabel("Time")

plt.ylabel("PM1, PM3, AFS")

plt.title("Time vs PM1, PM3, AFS splits")

plt.show(ax1 == ax2 == ax3)

问题原因 #

原有代码中三个散点系列全部绑定到了同一个左轴实例上：ax2、ax3本质都是和ax1指向同一个坐标轴对象，没有真正生成独立的右轴，哪怕调用twinx()如果不把对应系列绑定到新生成的右轴实例上，也不会实现轴分离效果。另外plt.show(ax1 == ax2 == ax3)是无效写法，传入的布尔值参数不会对绘图产生任何作用。

修正后可运行代码 #

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt 
import numpy as np

testproject = r"C:\Users\223070186\Documents\PleaseWork.xlsx"
var = pd.read_excel(testproject, sheet_name ="Test1")

df = pd.DataFrame(var, columns = ["Time", "PM1", "PM3", "AFS"])
df2 = df.iloc[1108:1142, 0:4]

# 初始化画布与左侧主坐标轴
fig, ax1 = plt.subplots()
# 左轴绘制PM1、AFS两个系列
df2.plot(kind="scatter", x="Time", y="PM1", color="r", ax=ax1, label="PM1")
df2.plot(kind="scatter", x="Time", y="AFS", color="orange", ax=ax1, label="AFS")
# 配置左轴标签
ax1.set_xlabel("Time")
ax1.set_ylabel("PM1, AFS")

# 生成共享X轴的右侧独立Y轴
ax2 = ax1.twinx()
# 右轴绘制PM3系列
df2.plot(kind="scatter", x="Time", y="PM3", color="purple", ax=ax2, label="PM3")
# 配置右轴标签
ax2.set_ylabel("PM3")

# 合并两个轴的图例，避免图例只显示单个轴的内容
handles_left, labels_left = ax1.get_legend_handles_labels()
handles_right, labels_right = ax2.get_legend_handles_labels()
ax1.legend(handles_left + handles_right, labels_left + labels_right, loc="best")

plt.title("Time vs PM1, PM3, AFS splits")
plt.show()

关键注意点 #

• 所有需要显示在左侧Y轴的散点系列，统一指定ax=ax1（左轴实例）；需要显示在右侧Y轴的系列，统一指定ax=ax2（twinx()生成的右轴实例），不要链式赋值覆盖轴变量
• 双Y轴默认不会自动合并图例，需要手动收集两个轴的图例句柄做合并
• plt.show()不需要传入任何参数，直接调用即可渲染显示图表

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kingjcp44