Matplotlib 双Y轴绘制与图例合并详解

唐可

发布时间：2026-10-16 | 6人浏览过

原创

本文介绍如何使用Matplotlib库绘制双Y轴图表并合并图例。通过twinx()函数创建共享X轴的第二个Y轴，利用Figure.legend()或合并句柄列表实现图例统一显示，解决多轴图表图例重叠问题，适用于气象、能源等多变量数据可视化场景。

Matplotlib 是 Python 中广泛使用的绘图库，它能够以简洁的方式将数据转化为图形，并支持多种输出格式。

借助 Matplotlib，用户可以创建静态、动态以及交互式的各类图表，满足不同的可视化需求。

作为一个功能强大的 Python 绘图工具，Matplotlib 能够将复杂的数据通过直观的图表形式展示出来。

该库支持绘制线图、散点图、等高线图、条形图、柱状图、3D 图形以及图形动画等多种图表类型。

接下来介绍如何使用 Matplotlib 绘制双 Y 轴图表，并实现图例的合并显示。

1. 双 Y 轴绘制关键函数：

# -*- coding: utf-8 -*-
 import numpy as np
 import matplotlib.pyplot as plt
 from matplotlib import rc
 rc('mathtext', default='regular') 

 time = np.arange(10)
 temp = np.random.random(10)*30
 Swdown = np.random.random(10)*100-10
 Rn = np.random.random(10)*100-10 

 fig = plt.figure()
 ax = fig.add_subplot(111)
 ax.plot(time, Swdown, '-', label = 'Swdown')
 ax.plot(time, Rn, '-', label = 'Rn')
 ax2 = ax.twinx()
 ax2.plot(time, temp, '-r', label = 'temp')
 ax.legend(loc=0)
 ax.grid()
 ax.set_xlabel("Time (h)")
 ax.set_ylabel(r"Radiation ($MJ\,m^{-2}\,d^{-1}$)")
 ax2.set_ylabel(r"Temperature ($^circ$C)")
 ax2.set_ylim(0, 35)
 ax.set_ylim(-20,100)
 ax2.legend(loc=0)

2. 合并图例

# -*- coding: utf-8 -*-
 import numpy as np
 import matplotlib.pyplot as plt
 from matplotlib import rc
 rc('mathtext', default='regular') 

 time = np.arange(10)
 temp = np.random.random(10)*30
 Swdown = np.random.random(10)*100-10
 Rn = np.random.random(10)*100-10
 

 fig = plt.figure()
 ax = fig.add_subplot(111) 

 lns1 = ax.plot(time, Swdown, '-', label = 'Swdown')
 lns2 = ax.plot(time, Rn, '-', label = 'Rn')
 ax2 = ax.twinx()
 lns3 = ax2.plot(time, temp, '-r', label = 'temp')
 

 # added these three lines
 lns = lns1+lns2+lns3
 labs = [l.get_label() for l in lns]
 ax.legend(lns, labs, loc=0)
 

 ax.grid()
 ax.set_xlabel("Time (h)")
 ax.set_ylabel(r"Radiation ($MJ\,m^{-2}\,d^{-1}$)")
 ax2.set_ylabel(r"Temperature ($^circ$C)")
 ax2.set_ylim(0, 35)
 ax.set_ylim(-20,100)

3. 使用

# -*- coding: utf-8 -*-
 import numpy as np
 import matplotlib.pyplot as plt 

 x = np.linspace(0,10)
 y = np.linspace(0,10)
 z = np.sin(x/3)**2*98 

 fig = plt.figure()
 ax = fig.add_subplot(111)
 ax.plot(x,y, '-', label = 'Quantity 1') 

 ax2 = ax.twinx()
 ax2.plot(x,z, '-r', label = 'Quantity 2')
 fig.legend(loc=1, bbox_to_anchor=(1,1), bbox_transform=ax.transAxes)
 

 ax.set_xlabel("x [units]")
 ax.set_ylabel(r"Quantity 1")
 ax2.set_ylabel(r"Quantity 2")