matplotlibでパッチにラベルを付ける方法をわかりやすく解説

matplotlibで作成したパッチ（図形）にラベルを付けて凡例として表示したい場面は多くあります。本記事では、長方形パッチにラベルを付け、グラフ上に凡例を表示する具体的な手順とサンプルコードを紹介します。

パッチにラベルを付ける基本手順

matplotlibでパッチにラベルを付けるには、以下の手順に従います。

• 図（figure）のサイズを設定し、サブプロット間および周囲の余白（パディング）を調整します。

• 長方形パッチの中心座標を初期化します。

• 新しい図を作成するか、既存の図をアクティブにします。

• サブプロット構成の一部として、図に ax（軸オブジェクト）を追加します。

• 軸のパッチとして Rectangle（長方形）を追加します。このとき label 引数でラベル名を指定すると、戻り値としてパッチが返されます。

• plt.legend() を呼び出して、図に凡例を配置します。

• show() メソッドを使って図を表示します。

サンプルコード

以下のコードでは、赤色の半透明な長方形パッチを作成し、「Rectangle」というラベルを付けて右上に凡例を表示しています。

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patches as patches

# 図のサイズとレイアウトの自動調整を設定
plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

# 長方形パッチの中心座標を初期化
x = y = 0.1
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111)

# label引数でラベルを指定してパッチを追加
patch = ax.add_patch(patches.Rectangle((x, y), 0.5, 0.5,
                                       alpha=0.5,
                                       facecolor='red',
                                       label='Rectangle'))

# 凡例を右上に配置して表示
plt.legend(loc='upper right')

plt.show()

実行結果

コードを実行すると、赤色の半透明な長方形が描画され、そのラベル「Rectangle」が右上の凡例に表示されます。

ポイントまとめ

パッチにラベルを付ける際の重要なポイントは、add_patch() の引数で label を指定することです。これにより、plt.legend() を呼び出すだけで自動的に凡例へ反映されます。円（Circle）や多角形（Polygon）など、他の種類のパッチでも同じ方法でラベルを付けることができます。