Python Matplotlib添加文本标签与注释详解
本文详细介绍如何在Python中使用Matplotlib库为图像添加文本标签和注释。通过plt.text()方法实现指定坐标的文本标注，支持字体、颜色、旋转等样式设置；利用plt.annotate()方法添加带箭头的解释性注释，详解坐标系统、箭头属性及收缩参数配置，结合股票收盘价示例代码，帮助开发者掌握图表标注技巧。
1.添加文本标签 plt.text()
该方法用于在绘图过程中，于图像指定坐标位置添加文本内容，主要依赖plt.text()方法实现。
其核心参数包括以下三项：
plt.text(x, y, s)
其中x和y分别代表传入点的横轴与纵轴坐标，s为待显示的字符串内容。
需注意，若绘图时设置了xticks或yticks标签，此处的坐标仍指绘图时的原始数值，而非标签文本。
因参数众多，此处不再逐一列举，建议结合代码示例学习具体用法。
ha='center'设定垂直对齐方式为居中，fontsize=30指定字体大小为30，rotation=-25表示旋转角度为-25度，c参数用于设定颜色，alpha参数控制透明度。
va参数用于设定水平对齐方式。
以下代码在图像中添加了两个文本元素：一个是透明度为0.4的斜体水印“股市有风险，投资需谨慎”。
另一个是在折线图的每个数据点附近标注当天的收盘价。
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
x = range(9)
y = [5.12, 5.15, 5.13, 5.10, 5.2, 5.25, 5.19, 5.24, 5.31]
c = 0.5 * (min(x) + max(x))
d = min(y) + 0.3 * (max(y)-min(y))
# 水印效果
plt.text(c, d, '股市有风险，入市需谨慎', ha='center', fontsize=30, rotation=-25, c='gray', alpha=0.4)
plt.plot(x, y, label='股票A收盘价', c='r', ls='-.', marker='D', lw=2)
plt.xticks(x, [
'2022-03-27', '2022-03-28', '2022-03-29', '2022-03-30',
'2022-03-31', '2022-04-01', '2022-04-04', '2022-04-05',
'2022-04-06'], rotation=45)
plt.title('某股票收盘价时序图')
plt.xlabel('日期')
plt.ylabel('价格')
plt.grid(True)
plt.legend()
# 标出每天的收盘价
for a, b in zip(x, y):
plt.text(a, b+0.01, '%.1f'%b, ha='center', va='bottom', fontsize=9)
plt.show()
2. 添加注释 plt.annotate()
基于前述代码，进一步添加注释功能。注释用于解释图像中的特定位置，通常通过箭头指向目标区域。
实现注释功能需使用plt.annotate()方法。
该方法语法中常用的参数如下所示：
plt.annotate(str,xy,xytext,xycoords,arrowcoords)
其中str为注释所需的字符串，即注释文本内容。
xy参数指定被注释点的坐标位置。
xytext参数指定注释文本显示的位置。
xycoords参数定义被注释点坐标系的属性，即描述该点坐标的方式。默认值为"data"，表示使用(x,y)坐标描述。其他可选值包括：figure表示以整个画布为参考系，axes表示仅针对特定axes对象区域。
| 设置值 | 描述 |
|---|---|
| data | 默认值，表示被注释点的(x,y)坐标 |
| figure points | 以绘图区的左下角为坐标原点，单位是点数 |
| figure pixels | 以绘图区的左下角为坐标原点，单位是像素数 |
| figure fraction | 以绘图区的左下角为坐标原点，单位是百分比 |
| axes points | 以绘图区的左下角为坐标原点，单位是点数 |
| axes pixels | 以绘图区的左下角为坐标原点，单位是像素数 |
| axes fraction | 以绘图区的左下角为坐标原点，单位是百分比 |
| polar | 不使用本地数据坐标系，使用极坐标描述 |
arrowprops为字典类型，用于设置箭头属性。字典外的参数均表示注释文本的属性。
字典内可设置的参数包括：
| 设置值 | 描述 |
|---|---|
| width | 箭头的宽度（非头部） |
| headwidth | 箭头头部的宽度 |
| headlength | 箭头头部的长度 |
| facecolor | 箭头的颜色 |
| shrink | 箭头两端收缩的百分比（占总长） |
| ? | 任何matplotlib.patches.FancyArrowPacth中的关键字 |
关于这些参数的进一步说明：箭头总长度由被注释点与注释文本位置坐标决定，可通过调节arrowprops中的shrink键进一步控制长度。shrink表示将箭头缩短的长度占总长度的百分比。若不设定shrink，默认值为0，即不缩短。当shrink值很大且接近1时，效果等同于不缩短。
以标注图中最低价格点为例，在目标位置添加红色箭头及“最低价”文字说明。
其他更多参数，如设置注释文本字体的c或color表示颜色，fontsize表示字体大小。更多属性可自行探索尝试。
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
x = range(9)
y = [5.12, 5.15, 5.13, 5.10, 5.2, 5.25, 5.19, 5.24, 5.31]
c = 0.5 * (min(x) + max(x))
d = min(y) + 0.3 * (max(y)-min(y))
# 仿水印效果
plt.text(c, d, '股市有风险，入市须谨慎', ha='center', fontsize=30, rotation=-25, c='gray', alpha=0.4)
plt.plot(x, y, label='股票A收盘价', c='r', ls='-.', marker='D', lw=2)
# plt.plot([5.09, 5.13, 5.16, 5.12, 5.09, 5.25, 5.16, 5.20, 5.25], label='股票B收盘价', c='g', ls=':', marker='H', lw=4)
plt.xticks(x, [
'2022-03-27', '2022-03-28', '2022-03-29', '2022-03-30',
'2022-03-31', '2022-04-01', '2022-04-04', '2022-04-05',
'2022-04-06'], rotation=45)
plt.title('某股票收盘价时序图')
plt.xlabel('日期')
plt.ylabel('价格')
plt.grid(True)
plt.legend()
# 标出每天的收盘价
for a, b in zip(x, y):
plt.text(a, b+0.01, '%.1f'%b, ha='center', va='bottom', fontsize=9)
# 添加注释
plt.annotate('最低价', (x[y.index(min(y))],min(y)), (x[y.index(min(y))] + 0.5, min(y)), xycoords='data',
arrowprops=dict(facecolor='r', shrink=0.1), c='r',fontsize=15)
plt.show()
以下代码展示另一种效果：将提示语“股市有风险，入市须谨慎”字体放大至50且不透明。添加的注释箭头宽度为3，头部宽度为10，长度为20，缩短比例为0.05，箭头颜色为绿色，注释字体为红色。代码示例如下：
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
x = range(9)
y = [5.12, 5.15, 5.13, 5.10, 5.2, 5.25, 5.19, 5.24, 5.31]
c = 0.5 * (min(x) + max(x))
d = min(y) + 0.3 * (max(y)-min(y))
plt.plot(x, y, label='股票A收盘价', c='k', ls='-.', marker='D', lw=2)
plt.xticks(x, [
'2022-03-27', '2022-03-28', '2022-03-29', '2022-03-30',
'2022-03-31', '2022-04-01', '2022-04-04', '2022-04-05',
'2022-04-06'], rotation=45)
plt.title('某股票收盘价时序图')
plt.xlabel('日期')
plt.ylabel('价格')
plt.grid(True)
plt.legend()
# 标出每天的收盘价
for a, b in zip(x, y):
plt.text(a, b+0.01, '%.1f'%b, ha='center', va='bottom', fontsize=9)
plt.text(c, d, '股市有风险，入市须谨慎', ha='center', fontsize=50, rotation=-25, c='r')
plt.annotate('最低价', (x[y.index(min(y))], min(y)), (x[y.index(min(y))] + 2, min(y)), xycoords='data',
arrowprops=dict(width=3,headwidth=10,headlength=20, facecolor='g',shrink=0.05), c='r',fontsize=20)
plt.show()
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