matplotlibを使用したグラフ表示で条件による背景色変更を行いたい。

Question

前提・実現したいこと

pythonのmatplotlibを使用してグラフ表示アプリを作成しています。
0～50までのランダムな数値が入っているデータフレームがあり、それを折れ線グラフで表示する。
グラフ上で、通常背景色は白で、25以下の値の背景色は黄色に、
25以下が5個以上続く場合には背景色をオレンジにするという条件があります。

発生している問題・エラーメッセージ

１）下記に記述する現在の方法でも背景色が変わっているように見えるのですが、強引すぎるやり方で効率悪いかと思います。
別の単純なやり方があれば教えてください。

２）現在の手順だとグリッドが最背面にあり、黄色、オレンジの部分はメモリ線が見えなくなる状況です。
vlinesを最背面にする方法、もしくはgridを最前面にする方法があれば教えてください。

該当のソースコード

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np 

def main():
　　df = pd.DataFrame(np.random.randint(0,50,size=(1000,1)),columns=list('A'))

　　df2 = df[df['A']<=25]
　　df2 = df2.reset_index()
　　df2['diff'] = df2['index'].diff()

　　cnt = 0
　　df2['オレンジ'] = 0
　　for i in range(len(df)):
　　　　if df2['diff'].get(i,None) == 1.0:
　　　　　　cnt += 1
　　　　　　if cnt >= 5:
　　　　　　　　df2.loc[i-5:i,'オレンジ'] = df2.loc[i-5:i,'index']
　　　　else:
　　　　　　cnt = 0

　　fig = plt.figure()
　　plt.grid(b=None, which='both', axis='both')
　　plt.plot(df['A'],color='blue')
　　plt.vlines(df2['index'],0,50,color='yellow')
　　plt.vlines(df2['オレンジ'],0,50,color='orange')

　　plt.show()
if __name__ == '__main__':
　　main()

試したこと

グラフ表示部は、背景色が変わった風に見せるために縦線を描いている状況です。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Python 3.7.3
matplotlib : 3.0.3

Answer 1

下記に記述する現在の方法でも背景色が変わっているように見えるのですが、強引すぎるやり方で効率悪いかと思います。

値1つごとに背景を決める必要があるので、特に問題があるように思えません。
vlines でよいと思います。

現在の手順だとグリッドが最背面にあり、黄色、オレンジの部分はメモリ線が見えなくなる状況です。

vlinesを最背面にする方法、もしくはgridを最前面にする方法があれば教えてください。

set_axisbelow(False) を設定することで、目盛り、グリッドを前面に表示できます。

matplotlib.axes.Axes.set_axisbelow — Matplotlib 3.1.0 documentation

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np


def main():
    df = pd.DataFrame(np.random.randint(0, 50, size=(1000, 1)), columns=["A"])

    df2 = df[df["A"] <= 25]
    df2 = df2.reset_index()
    df2["diff"] = df2["index"].diff()

    cnt = 0
    df2["オレンジ"] = 0
    for i in range(len(df)):
        if df2["diff"].get(i, None) == 1.0:
            cnt += 1
            if cnt >= 5:
                df2.loc[i - 5 : i, "オレンジ"] = df2.loc[i - 5 : i, "index"]
        else:
            cnt = 0

    fig = plt.figure(figsize=(10, 5))
    plt.gca().set_axisbelow(False)
    plt.grid(b=None, which="both", axis="both", color="k")
    plt.plot(df["A"], color="blue", lw=0.5)

    plt.vlines(df2["index"], 0, 50, color="yellow")
    plt.vlines(df2["オレンジ"], 0, 50, color="orange")

    plt.show()


if __name__ == "__main__":
    main()

Answer 2

• 25以下の開始～終了のｘ位置＝yellowの範囲
• 25以下が5個以上続く開始～終了のｘ位置＝orangeの範囲

をコードでうまく特定する処理が書ければ、あとはaxvspanで指定範囲を塗りつぶせます。
参考：Different background colour areas on matplotlib plot

以下は単純な例です。

import matplotlib.pyplot as plt

# サンプルデータ
y = [28,24,30,24,23,22,21,20,19,29,30]
x = list(range(len(y)))

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y, 'k')
ax.grid()

# 範囲は手作業で適当にセット
ax.axvspan(0.5, 1.5, facecolor='yellow', alpha=0.5)
ax.axvspan(2.5, 8.5, facecolor='orange', alpha=0.5)

plt.show()