Matplotlib如何在尺寸极小的柱状图柱体内部添加可阅读文本注释

问题描述 #

使用Matplotlib绘制柱状图时，数值极小的柱体无法放入可阅读尺寸的文本，要么字号过小难以辨识，要么文本溢出柱体范围。

最小复现代码 #

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
vals = [0.09, 0.08, 0.05, 0.03, 0.03, 0.02, 0.01]
titles = ['cat1', 'cat2', 'cat3', 'cat4', 'cat5', 'cat6', 'cat7']
color_list = ['#FF9349'] * len(vals)

# general vals
base = 2.43
width = 0.05
fig_w = 4
fig_h = 4
lower = []
upper = []
# calculate lower and upper ranges
for i in range(len(vals)):
    lower.append(base)
    upper.append(base - vals[i])
    base -= vals[i]
x = np.arange(0, width*len(upper), width)
height = [upper[i] - lower[i] for i in range(len(upper))]
x_axis_labs = [' {}         {}'.format(perc, val) for perc, val in zip(vals, titles)]
# init figure
plt.figure(figsize=(fig_w, fig_h))
plt.bar(x=x,
        height=height,
        bottom=lower,
        color=color_list,
        width=width)
# no borders
plt.box(False)
plt.tick_params(left=False, right=False, labelleft=False, labelbottom=False,
                bottom=False)
# annotations
for i in range(len(x_axis_labs)):
    plt.text(
             x=x[i],
             y=lower[i]-0.01,  # subtract a little more
             s=x_axis_labs[i],
             size=10,
             rotation=270,
             verticalalignment='center_baseline',
             )
plt.tight_layout()
plt.margins(x=0)
plt.margins(y=0)
plt.show()

原运行效果：

文本溢出柱体效果：
#

可行解决方案 #

方案1：放大垂直方向画布比例 #

最简单的适配方式，直接加大画布高度放大极小柱体的物理显示尺寸，无需修改核心逻辑：

• 将fig_h从4调整为12_{15，垂直方向放大3}4倍后，0.01高度的柱体物理尺寸足够放下10号大小的竖排文本
• 调整文本位置到柱体垂直居中位置

修改后核心代码：

# 修改画布高度
fig_w = 4
fig_h = 12

# ... 其余代码不变 ...

# 调整注释位置到柱体内部居中
for i in range(len(x_axis_labs)):
    plt.text(
             x=x[i],
             y=lower[i] + height[i]/2,
             s=x_axis_labs[i],
             size=10,
             rotation=270,
             horizontalalignment='center',
             verticalalignment='center',
             )

方案2：阈值判断+引线注释 #

如果不能修改整体画布比例，可以给柱高设置阈值，极小柱体用外置引线标注，保证文本可读性：

threshold = 0.03 # 小于该高度的柱体使用外置注释
for i in range(len(x_axis_labs)):
    if abs(height[i]) >= threshold:
        # 尺寸足够的柱体内置文本
        plt.text(
                 x=x[i],
                 y=lower[i] + height[i]/2,
                 s=x_axis_labs[i],
                 size=9,
                 rotation=270,
                 ha='center', va='center'
                 )
    else:
        # 极小柱体用引线指向，文本外置
        plt.annotate(
            x_axis_labs[i],
            xy=(x[i], lower[i] + height[i]/2),
            xytext=(x[i] + 0.04, lower[i] + height[i]/2),
            size=9,
            rotation=270,
            ha='left', va='center',
            arrowprops=dict(arrowstyle='->', color='#666', lw=0.7)
        )

方案3：Y轴对数缩放 #

如果柱体高度差异量级极大，可开启Y轴对数尺度，自动放大小数值区域的显示比例，适合专业分析场景：
在初始化画布后添加一行代码即可：

plt.yscale('log')

内容的提问来源于stack exchange，提问作者John Stud