ax.add_patch()存在坐标缩放不一致问题：matshow非正方矩阵时圆形适配异常

问题原因 #

你遇到的问题本质是坐标轴纵横比设置导致的坐标单位长度不匹配：
matshow 方法默认开启了 aspect="equal" 配置，该配置会强制x轴和y轴的1个数据单位对应完全相同的屏幕像素长度。

• 当使用行列数相近的矩阵时，绘图区域可以正常适配画布尺寸，每个单元格保持正方形，半径0.5数据单位的圆形自然可以刚好嵌套进单元格。
• 当使用5行50列这类行列数差异极大的矩阵时，为了维持等比例规则，绘图区域会被自动缩放。如果你没有对应调整画布尺寸，或是手动设置了 aspect="auto" 让绘图区域填满画布，就会导致x轴和y轴的1个数据单位对应的像素长度不再相等：y方向1数据单位的像素长度远大于x方向，半径0.5数据单位的圆形在y方向刚好适配单元格高度，但在x方向就会远超过单元格宽度，最终呈现出超出单元格的效果。

解决方案 #

方案一：调整画布尺寸适配矩阵比例 #

如果你希望单元格保持正方形，只需要设置画布的宽高比和矩阵的列行比一致即可：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Circle
import numpy as np

# 50列5行，宽高比设置为10:1即可适配，可根据需求微调预留边距
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 1), dpi=500)
mat = np.random.random((5,50))
ax.matshow(mat)
ax.add_patch(Circle((2,2), .5, color='white'))

plt.show()

方案二：改用椭圆适配任意纵横比 #

如果你需要让绘图区域填满画布，允许单元格为长方形，可以直接用Ellipse替代Circle，分别指定x、y方向的直径为1数据单位即可，无需调整画布尺寸：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Ellipse
import numpy as np

fig, ax = plt.subplots(dpi=500)
mat = np.random.random((5,50))
ax.matshow(mat)
# 中心坐标保持(2,2)，宽高均设置为1个数据单位
ax.add_patch(Ellipse((2,2), width=1, height=1, color='white'))

plt.show()

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