在matplotlib中，如何在由两组不同的数组定义的两条曲线之间填充？

Question

我有两个由两组数组定义的曲线：(x1, y1)和(x2, y2)，我想用多边形填充它们之间。所有数组的长度相同，但是x1和x2包含不同的值。

plt.fill_between(x, y1, y2)要求两条曲线共享相同的x数组。

我该如何做类似fill_between(x1, y1, x2, y2)的事情？

例如，如果：

x1 = np.array([1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0])和y1 = np.array([3.0, 2.0, 3.0, 2.0, 3.0])定义第一条曲线

和

x2 = np.array([1.5, 2.5 ,3.5 ,4.5 , 5.5])和y2 = np.array([5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0])定义第二个。

如何使用四个多边形（左右边界不必垂直）填充曲线(x1, y1)和(x2, y2)之间的颜色？

为澄清起见，四个多边形（A，B，C，D）将具有以下坐标：

A: [(1.0, 3.0), (1.5, 5.0), (2.5, 6.0), (2.0, 2.0)]
B: [(2.0, 2.0), (2.5, 6.0), (3.5, 7.0), (3.0, 3.0)]
C: [(3.0, 3.0), (3.5, 7.0), (4.5, 8.0), (4.0, 2.0)]
D: [(4.0, 2.0), (4.5, 8.0), (5.5, 9.0), (5.0, 3.0)]

Answer 1

我正在努力解释您的问题，但是我认为您只想使用fill，就像这样：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x1 = np.array([1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0])
y1 = np.array([3.0, 2.0, 3.0, 2.0, 3.0])

x2 = np.array([1.5, 2.5, 3.5, 4.5, 5.5])
y2 = np.array([5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0])

plt.plot(x1, y1, 'o')
plt.plot(x2, y2, 'x')

plt.fill(
    np.append(x1, x2[::-1]),
    np.append(y1, y2[::-1]),
)

会给你

Answer 2

您可以使用多边形补丁来绘制填满两条曲线之间空间的四边形-唯一棘手的点是定义多边形的5个点的生成，但是可以使用zip来完成。还需要知道如何在图上放置多边形，但是当您知道matplotlib.collections.PatchCollection和ax.add_collection

时，这很容易

import numpy as np 
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Polygon
from matplotlib.collections import PatchCollection

x1 = np.linspace(0,6,21) ; y1 = np.sin(x1)
x2 = x1+0.28 ; y2 = np.cos(x2)

fig, ax = plt.subplots()                                                         
ax.plot(x1, y1, x2, y2)
patches = [Polygon(poly) for poly in (
              [p0,p1,p2,p3,p0] for p0,p1,p2,p3 in 
                    zip(zip(x1,y1),zip(x1[1:],y1[1:]),zip(x2[1:],y2[1:]),zip(x2,y2)))
ax.add_collection(PatchCollection(patches, alpha=0.6))

如您所见，它不是完美，但也许足够好……