Matplotlibで同じ軸に複数の凡例を描画する方法

Matplotlibでは、plt.legend() を再度呼び出すと、先に作成した凡例が上書きされてしまうため、通常は1つの軸に1つの凡例しか表示できません。しかし、最初の凡例を add_artist() メソッドでアーティストとして現在の軸に追加しておけば、同じAxes上に複数の凡例を同時に描画できます。

実装の手順

1. 図のサイズを設定し、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。
2. 異なるラベル・線幅（linewidth）・線種（linestyle）を持つ2つのリストを使って線をプロットします。
3. 1つ目の凡例を右上（upper right）の位置に配置します。
4. add_artist() を使って、1つ目の凡例を現在の軸にアーティストとして追加します。
5. 2つ目の凡例を右下（lower right）の位置に配置します。
6. show() メソッドで図を表示します。

コード例

from matplotlib import pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

line1, = plt.plot([1, 2, 3], label="Line 1", linestyle='--')
line2, = plt.plot([3, 2, 1], label="Line 2", linewidth=4)

first_legend = plt.legend(handles=[line1], loc='upper right')

plt.gca().add_artist(first_legend)
plt.legend(handles=[line2], loc='lower right')

plt.show()

出力結果

ポイント解説

このコードの重要なポイントは plt.gca().add_artist(first_legend) の部分です。plt.legend() は呼び出されるたびに既存の凡例を置き換えますが、add_artist() で一度軸に登録された凡例は固定されるため、その後の legend() 呼び出しの影響を受けません。

また、handles 引数に特定のLineオブジェクトを渡すことで、各凡例に表示する項目を個別に制御できます。この例では、破線の「Line 1」を右上の凡例に、太線の「Line 2」を右下の凡例に分けて表示しています。凡例の位置は loc 引数で指定でき、'upper left' や 'center' なども利用可能です。