如何在matplotlib中调整柱状图层级日期X轴的两端对齐问题

我的目标是创建带日期的层级X轴，参考相关方案完成实现后，线图场景下运行完全正常，将图表类型改为柱状图后，两个X轴的首尾刻度无法对齐，具体实现逻辑如下：

实现代码 #

首先是展示日信息的第一个X轴代码：

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

date = ['2021-01-29', '2021-01-30', '2021-01-31',
        '2021-02-01', '2021-02-02', '2021-01-03', '2021-01-04']
day = ['29', '30', '31', '01', '02', '03', '04']
data = [5, 4, 3, 9, 7, 8, 2]

fig = plt.figure(num="TEST")
ax1 = fig.add_subplot(1, 1, 1)
# 线图时用这行
# ax1.plot(date, data)
# 柱状图时替换为这行
ax1.bar(date, data)

ax1.set_xticks(date)
ax1.set_xticklabels(day)
ax1.margins(x=0)

其次是生成展示月份的第二个X轴代码：

ax2 = ax1.twiny()

ax2.spines['bottom'].set_position(('axes', -0.08))
ax2.tick_params('both', direction='in', which='major')
ax2.xaxis.set_ticks_position('bottom')
ax2.xaxis.set_label_position('bottom')

ax2.set_xticks([0, 2.5, 6])
ax2.xaxis.set_major_formatter(ticker.NullFormatter())
ax2.xaxis.set_minor_locator(ticker.FixedLocator([1, 4]))
ax2.xaxis.set_minor_formatter(ticker.FixedFormatter(['JAN', 'FEB']))

plt.show()

问题原因 #

线图设置ax1.margins(x=0)后，X轴范围刚好为[0, 6]（7个日期分类对应坐标0~6，无左右边距），和手动设置的ax2刻度位置匹配；但柱状图默认会给X轴左右各加0.5的边距，实际X轴范围变为[-0.5, 6.5]，和硬编码的ax2刻度位置不匹配，就出现了偏移。

可根据需求选择以下任意一种改法： #

方案1：强制统一X轴范围，适配原有刻度逻辑 #

在绘制柱状图后，显式设置ax1的X轴范围和线图一致，原有ax2的刻度设置无需修改：

ax1.bar(date, data)
ax1.set_xticks(date)
ax1.set_xticklabels(day)
ax1.margins(x=0)
# 新增这行，强制X轴范围和线图一致
ax1.set_xlim(0, len(date)-1)

方案2：动态适配X轴范围，保留柱状图默认边距 #

如果不想修改柱状图默认的左右边距（避免边缘柱子被截断），可以先同步ax2和ax1的X轴范围，再调整ax2的刻度位置：

ax2 = ax1.twiny()
# 新增这行，同步两个X轴的范围，保证首尾完全对齐
ax2.set_xlim(ax1.get_xlim())

ax2.spines['bottom'].set_position(('axes', -0.08))
ax2.tick_params('both', direction='in', which='major')
ax2.xaxis.set_ticks_position('bottom')
ax2.xaxis.set_label_position('bottom')

# 修改刻度位置适配新的X轴范围
ax2.set_xticks([-0.5, 2.5, 6.5])
ax2.xaxis.set_major_formatter(ticker.NullFormatter())
ax2.xaxis.set_minor_locator(ticker.FixedLocator([1, 4]))
ax2.xaxis.set_minor_formatter(ticker.FixedFormatter(['JAN', 'FEB']))

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