matplotlib 向任意位置添加一个子图(axes)

当前有效matplotlib版本为：3.4.1。

概述

axes()函数功能与subplot()函数极其相似。都是向当前图像（figure）添加一个子图（Axes），并将该子图设为当前子图或者将某子图设为当前子图。两者的区别在于subplot()函数通过参数确定在子图网格中的位置，而axes()函数在添加子图位置时根据4个坐标确定位置。

函数的定义签名为：matplotlib.pyplot.axes(arg=None, **kwargs)

函数的调用签名为：

# 在当前图像中添加一个铺满的子图
plt.axes()
# 根据rect位置添加一个子图
plt.axes(rect, projection=None, polar=False, **kwargs)
# 将ax设置为当前子图
plt.axes(ax)

函数的参数为：

arg : 取值为 None或四元组rect。

None：使用subplot(**kwargs)添加一个新的铺满窗口的子图。
四元组rect：rect = [left, bottom, width, height]，使用 ~.Figure.add_axes根据rect添加一个新的子图。

rect的取值为以左下角为绘制基准点，确定高度和宽度。rect的4个元素均应在[0,1]之间（即以图像比例为单位）。
projection： 控制子图的投影方式。{None, 'aitoff', 'hammer', 'lambert', 'mollweide', 'polar', 'rectilinear', str}，默认值为None ，即'rectilinear'。
polar：相当于设置projection='polar'。可选参数。布尔值，默认值为True。
sharex, sharey：用于设置共享x/y轴。可选参数。Axes对象。默认值为None。
lables：返回的子图对象的标签。可选参数。字符串。
**kwargs：用于向创建子图网格时用到的 ~matplotlib.gridspec.GridSpec类的构造函数传递关键字参数。可选参数。字典。

函数的返回值为：
.axes.SubplotBase实例，或其他~.axes.Axes的子类实例。

函数原理

axes函数其实是Figure.add_subplot和Figure.add_axes方法的封装。源码为：

def axes(arg=None, **kwargs):
    fig = gcf()
    if arg is None:
        return fig.add_subplot(**kwargs)
    else:
        return fig.add_axes(arg, **kwargs)

案例：使用axes函数添加子图

根据输出可知，axes添加的子图是可以重叠的。

案例：混合应用subplot、subplots、subplot2grid、axes函数

import matplotlib.pyplot as plt

# 添加3行3列子图9个子图
fig, axes = plt.subplots(3, 3)
# 为第1个子图绘制图形
axes[0, 0].bar(range(1, 4), range(1, 4))
# 使用subplot函数为第5个子图绘制图形
plt.subplot(335)
plt.plot(1,'o')
# 使用subplot2grid函数将第三行子图合并为1个
plt.subplot2grid((3,3),(2,0),colspan=3)
# 在图像0.5,0.5位置添加一个0.1宽0.1长的背景色为黑色的子图
plt.axes((0.5,0.5,0.1,0.1),facecolor='k')
plt.show()

axes函数与subplot、subplots、subplot2grid函数的对比

相同之处：
axes函数与subplot、subplot2grid函数都是添加一个子图。

不同之处：
axes函数可在图像中的任意位置添加子图。subplot、subplots、subplot2grid函数只能根据固定的子图网格位置添加子图。
axes函数创建的子图可重叠。subplot、subplots、subplot2grid函数创建的子图如果位置重叠，会覆盖掉原有的子图（删除原有子图）。