使用 matplotlib 绘制多个值而无需循环

Question

我有两个嵌套列表，其中包含我想在同一个图中绘制的 x 轴和 y 轴的值。

使用 for 循环遍历值会产生预期的情节，但对于大型列表来说相对较慢。所以我一直在寻找相同的功能，但没有循环，我认为 matplotlib 可以处理，但情节不是我所期望的。

代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
xs = [[11, 20], [31, 31], [32, 33]]
ys = [[1, 10], [3, 4], [6, 10]]

用循环图就OK了：

fig, ax = plt.subplots()
for i, x in enumerate(xs):
    ax.plot(x, ys[i])
plt.show()

但只是将列表提供给 matplotlib，并不会生成相同的图：

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(xs, ys)
plt.show()

在没有循环的情况下执行此操作的正确方法是什么？

Answer 1

当线段列表很大时，可以通过使用LineCollection而不是多次调用plt.plot来提高性能：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.collections as mcoll

xs = [[11, 20], [31, 31], [32, 33]]
ys = [[1, 10], [3, 4], [6, 10]]
fig, ax = plt.subplots()

# https://matplotlib.org/gallery/color/color_cycle_default.html
prop_cycle = plt.rcParams['axes.prop_cycle']
colors = prop_cycle.by_key()['color']
segments = np.array(list(zip(xs, ys))).swapaxes(1,2)
line_segments = mcoll.LineCollection(segments, colors=colors)
ax.add_collection(line_segments)
ax.set(xlim=(10,34), ylim=(0,11))
plt.show()

以下是一些使用LineCollection 的其他示例：

• how to make multicolored lines
• more multicolored lines generated with a nice utility function
• a venerable and pithy example from 2011
• how to add a legend to a LineCollection

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LineCollection 期望第一个参数是[(pt0, pt1), (pt2, pt3), (pt4, pt5), ...] 形式的序列，其中每个pt 的形式为(x-coord, y-coord)。 Matplotlib 然后将这个LineCollection 渲染为线段

pt0 --> pt1 
pt2 --> pt3
pt4 --> pt5
etc.

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之所以在上面的代码中使用swapaxes是因为zip(xs, ys) 创建 ((x0, x1), (y0, y1)) 形式的对，而 LineCollection 希望点对的形式为 ((x0, y0), (x1, y1))。