Pythonでグラフを描くときは、Matplotlibを使うことが多いですね。
Matplotlibで一つの図の中に複数のグラフを並べるにはどうすればいいの？subplotでグラフを並べられるらしいけど、使い方がよくわからない…。
という方のために、
plt.subplot()の基本的な使い方｜縦・横に並べる例- 【応用編】異なるサイズのグラフを並べる方法
を画像付きで解説していきます！
plt.subplot()でプロットをキレイに配置して、見やすく人に伝わるグラフを目指しましょう！
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plt.subplot()の概要
plt.subplot()を使うと、一つの図の中に複数の小さなプロット（サブプロット）を配置することができます。
この例では、一つの図の中に、コンター（左側）と、曲線（右側）を出力しています。
仮にJupyter Notebookでplt.subplot()を使用しないと、次のように縦にズラーっと並びます。
plt.subplot()を使うのと使わないのと、どちらが見やすいかは一目瞭然ですね！
plt.subplot()使用の流れ
plt.subplot()では、次のステップを繰り返して、一つの図の中にグラフを追加していきます。
plt.subplot()でグラフを描く場所を指定plt.plot()などでグラフを作成plt.subplot()で別の場所を指定- 次のグラフを作成…（以後、繰り返し）
場所の指定、グラフの作成について、詳しく見ていきましょう。
subplot()でグラフを描く場所の指定
グラフを描く場所を指定するには、plt.subplot()の引数に３つの整数LMNを渡します。
import matplotlib.pyplot as plt
plt.subplot(LMN)
こうすると、
L,M,N：それぞれ一桁の正数- 図を縦に
L個、横にM個に分割 - 左上から数えて
N番目の領域を指定
となります。
例えば、縦に２分割（L = 2）、横に３分割（M = 3）した場合の、各サブプロットの場所は下図のようになります。
例えば、
plt.subplot(231)⇒ 左上を指定plt.subplot(236)⇒ 右下を指定
ということになります。
指定場所にプロット作成
plt.subplot()で場所を指定後に、pltの各種メソッドでグラフを作成します。
各種グラフの作成方法については、以下の記事を参考にしてください。
- 折れ線グラフ：
plt.plot()
≫【完全保存版】Matplotlib plt.plot徹底解説 | 基本操作を総まとめ！
Matplotlibのplt.plotを使用したグラフを作成、グラフの見た目変更、タイトルや軸の設定など基本事項について徹底解説！！この記事を読めば、plt.plotで手軽に手早く簡単に、キレイなグラフ作成可能に！？
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- 円グラフ：
plt.pie()
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- 棒グラフ：
plt.bar()
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- 散布図：
plt.scatter()
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以下では、plt.subplot()の具体的な使用例を紹介していきます。
subplot()の使用例
次のサンプルデータをもとに使用例を紹介します。
import numpy as np
x = np.linspace(0, 3*np.pi, 100)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)
横軸はNumPyのlinspace()で [0, 3π] を100等分した数列 x です。
縦軸は y1 = sin(x), y2 = cos(x) とします。
np.linspace()の詳細は、次の記事を参考にしてください。
≫【徹底図解】NumPy linspace | お手軽！等間隔の数列を作成
NumPyで、等間隔の数列を作るにはどうすればいいの？！そんな疑問にお答えします。等間隔の数列を生成するには、NumPyの関数linspace()を使いましょう！この記事では、linspaceの使い方を、図解・サンプルコード付きで紹介します。類似関数arrangeとの使い分けについても、しっかり解説しています！
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例１）グラフを縦に並べる
縦にグラフを２つ並べる例を紹介します。
plt.subplot(LMN)で、縦に２分割（L = 2）、横に1分割（M = 1）plt.subplot(211)で、上のグラフの位置指定plt.subplot(212)で、下のグラフの位置指定
とする点がポイントです。
# 図のサイズを決める
plt.figure(figsize=(5,5))
# １つ目のグラフ
plt.subplot(211)
plt.plot(x, y1)
# ２つ目のグラフ
plt.subplot(212)
plt.plot(x, y2, 'r--')
出力結果はこちらです。１つの図の中にグラフが縦に２つ並んでいます。
例２）グラフを横に並べる
横にグラフを２つ並べる例を紹介します。
plt.subplot(LMN)で、縦に１分割（L = 1）、横に２分割（M = 2）plt.subplot(121)で、左のグラフの位置指定plt.subplot(122)で、右のグラフの位置指定
とする点がポイントです。
# 図のサイズを決める
plt.figure(figsize=(5,5))
# １つ目のグラフ
plt.subplot(121)
plt.plot(x, y1)
# ２つ目のグラフ
plt.subplot(122)
plt.plot(x, y2, 'r--')
出力結果はこちらです。１つの図の中にグラフが縦に２つ並んでいます。
例３）グラフを縦横に並べる
縦横にグラフを２×２で並べる例を紹介します。
plt.subplot(LMN)で、縦に２分割（L = 2）、横に２分割（M = 2）plt.subplot(221)で、左上指定plt.subplot(222)で、右上指定plt.subplot(223)で、左下指定plt.subplot(224)で、右下指定
とする点がポイントです。
# 縦横に並べる
plt.figure(figsize=(12,5))
# 左上のグラフ
plt.subplot(221)
plt.plot(x, y1)
# 右上のグラフ
plt.subplot(222)
plt.plot(x, y2, 'r--')
# 左下のグラフ
plt.subplot(223)
plt.plot(x, y1**2, "g.")
# 右下のグラフ
plt.subplot(224)
plt.plot(x, y2**2, 'c-.')
出力結果はこちらです。１つの図の中にグラフが縦に２つ並んでいます。
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【応用編】異なるサイズのグラフを並べる
plt.subplot()の領域指定を工夫すると、サイズの異なるグラフを一つの図の中に表示することもできます。
# 標準正規分布を計算する関数
def f_norm(x):
return 1/np.sqrt(2*np.pi)*np.exp(-0.5*x**2)
# xとyの値を準備
x = np.linspace(-2, 2, 100)
y = np.linspace(-2, 2, 100)
# z は正規分布の積
z = np.tensordot( f_norm(x), f_norm(y), axes=0)
# 左半分にコンター
plt.figure(figsize=(10,5))
plt.subplot(121)
plt.contourf(x,y,z)
# 右半分にプロット
plt.subplot(322)
plt.plot(y,z[30,:], "--")
plt.ylim(0,0.2)
plt.subplot(324)
plt.plot(y,z[50,:], "r")
plt.ylim(0,0.2)
plt.subplot(326)
plt.plot(y,z[90,:], "c-.")
plt.ylim(0,0.2)
出力結果はこちらです。
ポイントになるのはのplt.subplot()の領域指定方法です。
plt.subplot(121)で、図の左半分を指定plt.subplot(322)で、図の右上を指定plt.subplot(324)で、図の右中央を指定plt.subplot(326)で、図の右下を指定
下図のように、領域が重ならないようにplt.subplot()の位置指定をしています。
使用済みの領域を指定すると、先に描いていたグラフは表示されないという点に注意しましょう。
上の例ではコンターで使用済み領域(321)、(323)、(325)に、後からグラフを追加してしまうと、コンターは表示されなくなります。
まとめ
plt.subplot()を用いて、一つの図の中に複数のグラフを並べる方法を紹介しました。
plt.subplot()でグラフを追加する場所を指定plt.plot()などでグラフを作成
を繰り返すという点がポイントです！
plt.subplot()をマスターして、キャッチーな伝わるグラフを目指しましょう！
もっとMatplotlibを自由自在に操作したい！という方へのおススメコンテンツはこちらです！
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