Matplotlibですべてのサブプロットに同じ軸範囲を設定する方法

Matplotlibで複数のサブプロットに共通の軸範囲（リミット）を設定したい場合、subplot()メソッドを使って2行×2列の4つのサブプロットを作成し、x軸・y軸を共有（share）することで実現できます。これにより、すべてのグラフが同じスケールで表示され、データの比較がしやすくなります。

手順

• 図のサイズを設定し、サブプロット間の余白を調整します。

• 現在の図にインデックス1の位置へサブプロットを追加します。

• set_xlim()およびset_ylim()メソッドを使用して、x軸とy軸の表示範囲を設定します。

• 1つ目の軸に折れ線グラフを描画します。

• 同じ軸範囲を共有する形で、インデックス2の位置にサブプロットを追加します。

• 2つ目の軸に折れ線グラフを描画します。

• 同様に、インデックス3の位置にも同じ軸範囲でサブプロットを追加します。

• 3つ目の軸に折れ線グラフを描画します。

• 最後に、インデックス4の位置にも同じ軸範囲でサブプロットを追加します。

• 4つ目の軸に折れ線グラフを描画します。

• 図を表示するにはshow()メソッドを使用します。

コード例

from matplotlib import pyplot as plt
plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True
ax1 = plt.subplot(2, 2, 1)
ax1.set_xlim(left=0, right=5)
ax1.set_ylim(bottom=0, top=5)
ax1.plot([1, 4, 3])
ax2 = plt.subplot(2, 2, 2, sharey=ax1, sharex=ax1)
ax2.plot([3, 4, 1])
ax3 = plt.subplot(2, 2, 4, sharey=ax1, sharex=ax1)
ax3.plot([2, 4, 2])
ax4 = plt.subplot(2, 2, 3, sharey=ax1, sharex=ax1)
ax4.plot([4, 0, 4])
plt.show()

実行結果

上記のコードを実行すると、2×2のグリッド状に配置された4つのサブプロットすべてが、x軸0〜5、y軸0〜5という同一の軸範囲で表示されます。sharexとsharey引数に最初の軸オブジェクト（ax1）を指定することで、各サブプロットの軸範囲が自動的に同期され、個別に設定する必要がなくなります。この方法は、複数のデータセットを同じスケールで比較したい場合に特に便利です。