Pythonで2軸グラフ表示 Matplotlib 〜X軸もY軸も2本のグラフを表示: twinx、twiny〜

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X軸もY軸も2本にするためのグラフの作成方法

前回、X軸を2本にする方法を解説し、さらにX軸もY軸も2本にしようとしたのですが、失敗しました。

Pythonで2軸グラフ表示 Matplotlib 〜X軸を2本してみた:twiny、そしてX軸もY軸も2本にしたけど失敗した話〜
X軸を2本にする意味前回、前々回とY軸が2本のグラフの作成方法を解説しました。今回はX軸が2本のグラフの作成方法を解説していきます。Y軸が2本のグラフは2つのデータ間で値が大幅に違う際に分かりやすく表示する...

今回はX軸もY軸も2本にする方法を解説していきたいと思います。

前回は、「ax2 = ax1.twinx().twiny()」として失敗しました。

つまり2つ目のグラフを作成し、そこに2本目のX軸、Y軸の両方を指定する方法というわけです。

しかしこれでは軸名が表示されなかったり、軸のフォントサイズが変更できない箇所が出てくるということでした。

では正解は一体何なのか?

実は正解は「もう一つのグラフ、つまり3つ目のグラフを作成する」です。

つまり軸名やサイズを操作するためのグラフをもう一つ作ってしまえばいいのです。

具体的には、ax1に対して、twiny()をしたグラフax2を作成し、さらにax2に対してtwinx()したグラフax3を作成します。

fig = plt.figure()

ax1 = fig.subplots()
ax2 = ax1.twiny()
ax3 = ax2.twinx()

ちなみに逆にax1をtwinx()したax2を作成し、ax2に対してtwiny()したax3を作成するという方法でも可能です。

fig = plt.figure()

ax1 = fig.subplots()
ax2 = ax1.twinx()
ax3 = ax2.twiny()

ただしこの場合、細かい点が変わってくるので、注意してください。

とりあえず解説としては、最初の「x1に対して、twiny()をしたグラフax2を作成し、さらにax2に対してtwinx()したグラフax3を作成」で解説します。

そして最後に逆のパターンのプログラムも掲載しておきますので、参考にしてください。

ということで現在、ax1、ax2、ax3と3つのグラフがあるのですが、プロットするのはax1とax3です。

ax1.plot(x1, y1, color="blue", label="x1")
ax3.plot(x2, y2, c="r", label="x2")

またプロットするグラフが変わっていますので、凡例の表示方法も変わります。

h1, l1 = ax1.get_legend_handles_labels()
h3, l3 = ax3.get_legend_handles_labels()
ax1.legend(h1 + h3, l1 + l3)

全体のプログラムとしてはこんな感じです。

from matplotlib import pyplot as plt

x1 = ["1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10"]
y1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
x2 = ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"]
y2 = [2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024]

fig = plt.figure()

ax1 = fig.subplots()
ax2 = ax1.twiny()
ax3 = ax2.twinx()

ax1.plot(x1, y1, color="blue", label="x1y1")
ax3.plot(x2, y2, c="r", label="x2y2")

h1, l1 = ax1.get_legend_handles_labels()
h3, l3 = ax3.get_legend_handles_labels()
ax1.legend(h1 + h3, l1 + l3)

plt.show()

実行結果

これでとりあえずX軸もY軸も2本になったグラフは表示できました。

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X軸名、Y軸名の追加方法

問題はここからです。

次にそれぞれの軸名を追加してみます。

追加の仕方はこんな感じです。

ax1.set_xlabel("x1-axis", fontsize=15)
ax1.set_ylabel("y1-axis", fontsize=15)
ax2.set_xlabel("x2-axis", fontsize=15)
ax3.set_ylabel("y2-axis", fontsize=15)

上のX軸に対して軸名を追加するにはax2のグラフを指定します。

そして右側のY軸に軸名を追加するにはax3のグラフを指定します。

試してみましょう。

from matplotlib import pyplot as plt

x1 = ["1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10"]
y1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
x2 = ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"]
y2 = [2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024]

fig = plt.figure()

ax1 = fig.subplots()
ax2 = ax1.twiny()
ax3 = ax2.twinx()

ax1.plot(x1, y1, color="blue", label="x1y1")
ax3.plot(x2, y2, c="r", label="x2y2")

ax1.set_xlabel("x1-axis", fontsize=15)
ax1.set_ylabel("y1-axis", fontsize=15)
ax2.set_xlabel("x2-axis", fontsize=15)
ax3.set_ylabel("y2-axis", fontsize=15)

h1, l1 = ax1.get_legend_handles_labels()
h3, l3 = ax3.get_legend_handles_labels()
ax1.legend(h1 + h3, l1 + l3)

plt.show()

実行結果

確かに追加できました。

ちなみに指定するグラフを間違えると、軸名が表示されません。

正解
ax2.set_xlabel("x2-axis", fontsize=15)
ax3.set_ylabel("y2-axis", fontsize=15)
不正解
ax3.set_xlabel("x2-axis", fontsize=15)
ax2.set_ylabel("y2-axis", fontsize=15)

こちらも試してみましょう。

from matplotlib import pyplot as plt

x1 = ["1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10"]
y1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
x2 = ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"]
y2 = [2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024]

fig = plt.figure()

ax1 = fig.subplots()
ax2 = ax1.twiny()
ax3 = ax2.twinx()

ax1.plot(x1, y1, color="blue", label="x1y1")
ax3.plot(x2, y2, c="r", label="x2y2")

ax1.set_xlabel("x1-axis", fontsize=15)
ax1.set_ylabel("y1-axis", fontsize=15)
ax3.set_xlabel("x2-axis", fontsize=15)
ax2.set_ylabel("y2-axis", fontsize=15)

h1, l1 = ax1.get_legend_handles_labels()
h3, l3 = ax3.get_legend_handles_labels()
ax1.legend(h1 + h3, l1 + l3)

plt.show()

実行結果

ちなみに最初にtwinx()、twiny()の順番を逆にした場合は、ラベルのセットの順番が変わりますので注意です。

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X軸、Y軸のフォントサイズの操作方法

次にX軸、Y軸のフォントサイズを変更してみましょう。

グラフがax1、ax2、ax3と三つあるので、それぞれ指定する必要があります。

ax1.tick_params(labelsize=15)
ax2.tick_params(labelsize=15)
ax3.tick_params(labelsize=15)

ということでプログラム全体としてはこんな感じになります。

from matplotlib import pyplot as plt

x1 = ["1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10"]
y1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
x2 = ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"]
y2 = [2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024]

fig = plt.figure()

ax1 = fig.subplots()
ax2 = ax1.twiny()
ax3 = ax2.twinx()

ax1.plot(x1, y1, color="blue", label="x1y1")
ax3.plot(x2, y2, c="r", label="x2y2")

ax1.set_xlabel("x1-axis", fontsize=15)
ax1.set_ylabel("y1-axis", fontsize=15)
ax2.set_xlabel("x2-axis", fontsize=15)
ax3.set_ylabel("y2-axis", fontsize=15)

ax1.tick_params(labelsize=15)
ax2.tick_params(labelsize=15)
ax3.tick_params(labelsize=15)

h1, l1 = ax1.get_legend_handles_labels()
h3, l3 = ax3.get_legend_handles_labels()
ax1.legend(h1 + h3, l1 + l3)

plt.show()

実行結果

確かにフォントが大きくなりました。

ちなみに「ax1.tick_params(labelsize=15)」だけにすると、下のX軸と左のY軸のフォントサイズだけ変更されます。

from matplotlib import pyplot as plt

x1 = ["1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10"]
y1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
x2 = ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"]
y2 = [2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024]

fig = plt.figure()

ax1 = fig.subplots()
ax2 = ax1.twiny()
ax3 = ax2.twinx()

ax1.plot(x1, y1, color="blue", label="x1y1")
ax3.plot(x2, y2, c="r", label="x2y2")

ax1.set_xlabel("x1-axis", fontsize=15)
ax1.set_ylabel("y1-axis", fontsize=15)
ax2.set_xlabel("x2-axis", fontsize=15)
ax3.set_ylabel("y2-axis", fontsize=15)

ax1.tick_params(labelsize=15)

h1, l1 = ax1.get_legend_handles_labels()
h3, l3 = ax3.get_legend_handles_labels()
ax1.legend(h1 + h3, l1 + l3)

plt.show()

実行結果

「ax2.tick_params(labelsize=15)」だけ指定するとこんな感じ。

from matplotlib import pyplot as plt

x1 = ["1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10"]
y1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
x2 = ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"]
y2 = [2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024]

fig = plt.figure()

ax1 = fig.subplots()
ax2 = ax1.twiny()
ax3 = ax2.twinx()

ax1.plot(x1, y1, color="blue", label="x1y1")
ax3.plot(x2, y2, c="r", label="x2y2")

ax1.set_xlabel("x1-axis", fontsize=15)
ax1.set_ylabel("y1-axis", fontsize=15)
ax2.set_xlabel("x2-axis", fontsize=15)
ax3.set_ylabel("y2-axis", fontsize=15)

ax2.tick_params(labelsize=15)

h1, l1 = ax1.get_legend_handles_labels()
h3, l3 = ax3.get_legend_handles_labels()
ax1.legend(h1 + h3, l1 + l3)

plt.show()

実行結果

今度は上のX軸のみフォントサイズが変わりました。

最後に「ax3.tick_params(labelsize=15)」だけ指定してみます。

from matplotlib import pyplot as plt

x1 = ["1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10"]
y1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
x2 = ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"]
y2 = [2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024]

fig = plt.figure()

ax1 = fig.subplots()
ax2 = ax1.twiny()
ax3 = ax2.twinx()

ax1.plot(x1, y1, color="blue", label="x1y1")
ax3.plot(x2, y2, c="r", label="x2y2")

ax1.set_xlabel("x1-axis", fontsize=15)
ax1.set_ylabel("y1-axis", fontsize=15)
ax2.set_xlabel("x2-axis", fontsize=15)
ax3.set_ylabel("y2-axis", fontsize=15)

ax3.tick_params(labelsize=15)

h1, l1 = ax1.get_legend_handles_labels()
h3, l3 = ax3.get_legend_handles_labels()
ax1.legend(h1 + h3, l1 + l3)

plt.show()

実行結果

今度は右側のY軸のみフォントサイズが変わりました。

大体こんな感じで、それぞれの軸を操作できることが分かりました。

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twinx()、twiny()の順番を逆にした場合

ということでまとめです。

プログラムをまとめてみると、こんな感じです。

from matplotlib import pyplot as plt

x1 = ["1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10"]
y1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
x2 = ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"]
y2 = [2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024]

fig = plt.figure()

ax1 = fig.subplots()
ax2 = ax1.twiny()
ax3 = ax2.twinx()

ax1.plot(x1, y1, color="blue", label="x1y1")
ax3.plot(x2, y2, c="r", label="x2y2")

ax1.set_xlabel("x1-axis", fontsize=15)
ax1.set_ylabel("y1-axis", fontsize=15)
ax2.set_xlabel("x2-axis", fontsize=15)
ax3.set_ylabel("y2-axis", fontsize=15)

ax1.tick_params(labelsize=15)
ax2.tick_params(labelsize=15)
ax3.tick_params(labelsize=15)

h1, l1 = ax1.get_legend_handles_labels()
h3, l3 = ax3.get_legend_handles_labels()
ax1.legend(h1 + h3, l1 + l3)

plt.show()

実行結果

次にtwinx()、twiny()の順番を逆にした場合のプログラムです。

from matplotlib import pyplot as plt

x1 = ["1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10"]
y1 = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
x2 = ["a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j"]
y2 = [2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024]

fig = plt.figure()

ax1 = fig.subplots()
ax2 = ax1.twinx()
ax3 = ax2.twiny()

ax1.plot(x1, y1, color="blue", label="x1y1")
ax3.plot(x2, y2, c="r", label="x2y2")

ax1.set_xlabel("x1-axis", fontsize=15)
ax1.set_ylabel("y1-axis", fontsize=15)
ax3.set_xlabel("x2-axis", fontsize=15)
ax2.set_ylabel("y2-axis", fontsize=15)

ax1.tick_params(labelsize=15)
ax2.tick_params(labelsize=15)
ax3.tick_params(labelsize=15)

h1, l1 = ax1.get_legend_handles_labels()
h3, l3 = ax3.get_legend_handles_labels()
ax1.legend(h1 + h3, l1 + l3)

plt.show()

実行結果

これでX軸、Y軸それぞれ2本の軸をもつグラフを作成できるようになりました。

結構同じ解説を繰り返してしまったところもある気がしますが、結構詳しく解説できたんじゃないかなと思います。

次回は2軸グラフを作成する際に出てきた「subplots」 というコマンドを用いて、複数のデータを一括に別々のグラフとして表示する方法を解説していきたいと思います。

Pythonで複数のグラフを一括表示 Matplotlib その1:subplotsを使ってみる
複数のグラフを一括表示ここ最近は数回に渡って2軸のグラフを表示する方法を解説してきました。その際に最初の方にこの様なプログラムを書いたのを覚えているでしょうか?fig = plt.figure()ax1...

ということで今回はこんな感じで。

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