Matplotlib固定尺寸画布将图例放置在绘图下方靠近边缘的留白问题

1. bbox_to_anchor的坐标逻辑：你设置的二元组y值是相对于绘图区域（Axes）的归一化坐标，y=0对应绘图区底部，负值代表绘图区外侧下方。配合loc='upper center'时，锚点是图例自身的上边缘中心，你调小y值（比如从-0.3改为-0.5），就是把图例的上边缘放到更靠下的位置，图例整体的下边界也会随之降低。
2. tight_layout的工作机制：该函数会自动计算画布上所有可见元素（包括轴、标题、图例）的边界框，调整绘图区的大小和位置，确保所有元素不被裁剪，且符合你设置的pad边距要求。当图例整体下移后，全局元素的下边界更低，tight_layout为了将图例完全塞进画布，会向上压缩绘图区，空出更多底部空间，最终表现就是图例底部和画布底部的留白增大。你设置的borderaxespad=0仅控制图例锚点和坐标点之间的间距，不影响tight_layout的全局计算逻辑。

你可以通过tight_layout的rect参数固定绘图区的占用范围，预留出固定高度的底部空间放置图例，避免图例位置调整触发额外的绘图区压缩，完全符合你要求的pad=0.7、间距可控、绘图区压缩最小的需求，调整步骤如下：

1. 确定底部预留空间占比：针对30号字体的图例，通常预留画布高度12%~18%的底部空间即可，你可以根据实际显示效果微调占比。
2. 给tight_layout增加rect参数：rect接收四个归一化坐标值(左边界占比, 下边界占比, 右边界占比, 上边界占比)，指定绘图区的可用范围，底部预留的空间专门用来放置图例，不会被tight_layout额外压缩。
3. 调整bbox_to_anchor的y值到合适位置：因为底部空间是固定预留的，你调整y值仅会改变图例在预留空间内的上下位置，不会触发全局布局重计算，也就不会增大底部留白。

修改后的核心代码示例：

# 其他绘图逻辑保持不变
ax.legend(loc='upper center', bbox_to_anchor=(0.5, -0.25), fontsize=30, frameon=True, borderaxespad=0)
# rect的第二个参数0.15代表绘图区下边界在画布高度15%的位置，底部0~15%的空间预留放图例
# 上边界0.95是给顶部标题预留空间，可根据实际需求调整
plt.tight_layout(pad=0.7, rect=(0, 0.15, 1, 0.95))

如果需要更灵活的调整，也可以先调用plt.tight_layout(pad=0.7)固定绘图区位置，再调用ax.legend()设置图例，tight_layout仅在调用时计算一次布局，后续添加图例不会再修改绘图区大小，你可以自由调整图例位置，只要保证图例不超出画布范围即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者RicardoC