Python グラフ上に表示されない直線の凡例まで表示されてしまう

Question

Pythonで描いた、複数の直線(y = x + m)のグラフを表示するコードを書きました。
この時、legend()によって、どの直線かがわかるように凡例を付けて表示するのですが、x,yともに範囲を絞っているため、グラフ上に表示されない直線が出てきます。この表示されていない直線のラベルが自動で表示されないようにする方法はあるのでしょうか。おそらく、legend()の引数を変えるのでしょうが。。。お分かりになる方、どうぞよろしくお願いします。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

fig = plt.figure()
ax = fig.add_axes([0.25,0.3,0.3,0.6]) 

x = np.linspace(0, 100, 1000)
for m in range(1,10):
  y = x + m
  ax.plot(x, y, label=f"y = x + {m}", linestyle='solid')
    
plt.xlabel("x")
plt.ylabel("y")

plt.xticks(fontsize=14)

ax.legend(bbox_to_anchor=(1.1, 1), loc='upper left')

ax.set_xlim(0, 5)
ax.set_ylim(0, 5)

ax.set_title(f"y = x + m", fontsize=20)

plt.show()

Answer 1

legend() に凡例を表示したい折れ線一覧と対応するラベル一覧だけを渡せばよいです。
表示したい折れ線は、今回の場合、xlim, ylim の範囲に含まれるものだけとなるので、その判定処理は自前で書いてください。

matplotlib - legend を使った凡例の設定方法 - Pynote

コードにすると以下のようになります。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

fig = plt.figure()
ax = fig.add_axes([0.25, 0.3, 0.3, 0.6])
ax.set_xlim(0, 5.5)
ax.set_ylim(0, 5.5)


def is_visible(x, y, ax):
    # 表示するかどうか、つまり、xlim, ylim の範囲に含まれているかどうか
    xmin, xmax = ax.get_xlim()
    ymin, ymax = ax.get_ylim()

    return np.any((xmin <= x) & (x <= xmax) & (ymin <= y) & (y <= ymax))


x = np.linspace(0, 100, 1000)
lines = []  # 折れ線一覧
labels = []  # ラベル一覧
visible = []  # 表示するかどうか
for m in range(1, 10):
    y = x + m
    line, = ax.plot(x, y, linestyle="solid")
    lines.append(line)
    labels.append(f"y = x + {m}")
    visible.append(is_visible(x, y, ax))

# xlim, ylim の範囲に含まれているものだけ抽出する。
visible_lines = np.extract(visible, lines)
visible_labels = np.extract(visible, labels)

plt.xlabel("x")
plt.ylabel("y")
plt.xticks(fontsize=14)
ax.legend(visible_lines, visible_labels, bbox_to_anchor=(1.1, 1), loc="upper left")
ax.set_title(f"y = x + m", fontsize=20)

plt.show()

Comments

[Reikirin]

ありがとうございます。今回もわかりやすくよく理解致しました。