Matplotlib plt.legend() | 凡例の位置とスタイル設定完璧ガイド！

pythonのプロット作成ライブラリといえば、Matplotlibが有名ですね。

Matplotlibでは、デフォルトでは凡例は表示されないのですが、どうしたらよいのでしょうか？

そこで、今回は…

• Matplotlibで凡例（legend）を表示するにはどうしたらいいの？！
• 凡例の位置や見た目の設定方法がわからない！

という方向けに、

• 凡例を表示する関数plt.legend()の使い方
• plt.legend()の引数で、凡例の位置や見た目を簡単に設定する方法

を紹介していきます。

plt.legend()の基本をマスターすれば、自分の作りたい凡例を作れるようになってきます！

Matplotlibで凡例を表示するには？｜plt.legend()の基本

Matplotlibで凡例を表示させる最も簡単な方法を紹介します。

1. プロット作成時にラベル名を指定する
   • plt.plot(x, y, label='label_name')
2. plt.legend()で凡例を表示する

という手順を踏みます。

次のサンプルデータを使って凡例を表示する例を紹介します。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
 
x = np.linspace(0, 2*np.pi)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)

サンプルデータはsinとcosの曲線です。ラベル名として、"sin(x)"と"cos(x)"を指定してみます。

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
plt.plot(x, y2, label="cos(x)")
 
plt.legend()
plt.show()

グラフ内に凡例が表示されましたね。

• 【参考】plt.plot()の基本的な使い方はこちらの記事で紹介しています。

≫【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！？

www.yutaka-note.com/entry/matplotlib_pyplot

 

plt.plot()ではなく、オブジェクト指向でグラフを描く場合には、

• ax.legend()または
• fig.legend()

を実行します（figとaxを生成している場合）。

fig, ax = plt.subplots()
 
ax.plot(x, y1, label="sin(x)")
ax.plot(x, y2, label="cos(x)")
 
plt.legend()
plt.show()

• 【参考】plt.subplots()でのオブジェクト指向グラフ描画はこちらの記事で解説！

≫Matplotlib plt.subplots()の使い方｜FigureとAxesを同時生成！

Matplotlibでグラフを描くとき「fig, ax = plt.subplots()って、よく見るけど何してるの？」「plt.subplots()の便利な使い方を知りたい！ 」という方のために、plt.subplots()でFigureとAxesを作ると何が便利なのか、plt.subplots()の基本的な使い方、覚えておくと便利なplt.subplots()の引数をを図解付きで解説します！

www.yutaka-note.com/entry/matplotlib_subplots

 

この記事内では、plt.legend()を使用して、

• 凡例の位置調整
• 凡例内文字の設定
• 凡例の見た目の変更方法：
  • 凡例のフレーム
  • 凡例内マーカー
  • 余白の詳細設定

について、紹介していきます。

引数はax.legend()でも同様なので、オブジェクト指向の人はax.legend()で実行してください。

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凡例の位置調整

plt.legend()を使用していると、凡例の位置調整方法がわからず混乱…ということがよくあります。

そこで、凡例の位置調整方法として、次の２つの方法を紹介します。

1. locで簡単設定
2. bbox_to_anchorで詳細設定

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locで簡単位置調整

locプロパティで、凡例の位置を簡単に設定できます。

• plt.legend(loc = "表示位置")

"表示位置"としては、次の文字列または数値を指定できます。

表示位置	指定文字列"
自動設定	"best"（デフォルト） グラフに最も被らない位置に自動調整
左上	"upper left"
上部中央	"upper center"
右上	"upper right"
中央左	"center left"
中央	"center"
中央右	"center right"
左下	"lower left"
下部中央	"lower center"
右下	"lower right"

サンプルとして、凡例の表示位置を左上から右下まで変更して表示してみます。

locs = ['upper left', 'upper center', 'upper right',
        'center left', 'center', 'center right', 
        'lower left', 'lower center','lower right' ]
 
# 描画領域の調整、サブプロットのレイアウト自動調整
plt.figure(figsize = (8,10), tight_layout=True)
 
for i, loc in enumerate(locs):
  # サブプロット作成
  plt.subplot(4, 3, i+1)
  plt.plot(x, y1, label="sin(x)", color = "lightblue")
 
  # グラフタイトルの表示
  plt.title(loc)
 
  # 軸ラベルの非表示
  plt.xticks([])
  plt.yticks([])
 
  # 凡例の表示
  plt.legend(loc = loc)
 
plt.show()

locでは、凡例を表示したい位置を指定するだけなので簡単に設定できます。

しかし、位置の微調整やグラフ外に表示することはできません。

その場合はbbox_to_anchorを使用します。

サンプルコード内の各種設定については、次の記事を参考にしてください。

• Figureの設定、タイトルの表示について

≫Matplotlib plt.figure()を使う理由｜FigureとAxesの関係を把握しよう

Matplotlibでグラフを描くとき「FigureとかAxesとかMatplotlib独特の単語が多くてよくわからない」、「Figureを作った後、結局どうやってプロットすればいいの？」という方のために、FigureとAxesの関係性を図解！FigureにAxesを追加する方法厳選3パターンを解説します！覚えておきたいFigureの設定・操作（サイズ変更、レイアウト調整など）も画像・サンプルコード付きで解説！

www.yutaka-note.com/entry/matplotlib_figure

 

• サブプロットの作成方法

≫Matplotlib subplotの使い方徹底図解！｜一つの図に複数グラフを描く

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」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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• 軸ラベルの設定方法

≫Matplotlib 軸周り完璧マスターガイド | 軸・軸目盛・目盛り線の設定

Matplotlibで大変なのが軸周りの設定！グラフの「この要素」を変更するには、「どのメソッド」を使えばいいのかわからない…。という方のために、Matplotlibの軸・目盛り・目盛り線の設定について総まとめしました！これで軸周りの設定がだいぶ楽になります。軸周り完ぺきマスターガイド！

www.yutaka-note.com/entry/matplotlib_axis

 

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bbox_to_anchorで詳細設定

凡例位置の詳細設定を行うには、bbox_to_anchorを使用します。

locと組み合わせて、凡例を表示する座標を指定します。

• bbox_to_anchor = (x ,y) | 左下を(0, 0)、右上を(1, 1)とした座標
• loc = "凡例の基準位置" | 凡例のどこを座標に合わせるか指定

ここでは、locは凡例の位置の指定ではなく、凡例のどこをbbox_to_anchorの座標に合わせるかを指定しています。

loc単体のときと挙動が異なるので注意が必要です。

bbox_to_anchorの座標は、plt.legend()、ax.legend()のときは

• Axes（サブプロット領域）の左下が(0, 0)、右上が(1, 1)

となります。

bbox_to_anchorを利用すると、グラフの外側に凡例を配置することも可能です。

グラフ外 右上に凡例を表示する例

• bbox_to_anchor = (1 ,1) | グラフの右上を指定
• loc = "upper left" | 凡例の左上を合わせる

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
plt.plot(x, y2, label="cos(x)")
 
plt.legend(loc='upper left', bbox_to_anchor=(1, 1))
plt.show()

グラフ外 下中央に凡例を表示する例

• bbox_to_anchor = (0.5 ,-0.1) | グラフの下中央を指定
• loc = "center left" | 凡例の中央左を合わせる
• ncol = 2 | 凡例を２列で表示（ncolについては後述）

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
plt.plot(x, y2, label="cos(x)")
 
plt.legend(loc='upper center', bbox_to_anchor=(0.5, -0.1), ncol=2)
plt.show()

グラフ外 上中央に凡例を表示する例

• bbox_to_anchor = (0.5 , 1) | グラフの上中央を指定
• loc = "lower center" | 凡例の下中央を合わせる
• ncol = 2 | 凡例を２列で表示（ncolについては後述）

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
plt.plot(x, y2, label="cos(x)")
 
plt.legend(loc='upper center', bbox_to_anchor=(0.5, -0.1), ncol=2)
plt.show()

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凡例内文字の設定

まずは凡例内の文字に関連する内容として、

• 凡例内の文字のスタイルを変更する方法
• 凡例にタイトルを表示/設定する方法

を紹介していきます。

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文字の書式変更

キーワード引数で文字の書式を設定できます。

設定内容	引数名	設定値の例
文字の大きさ	fontsize	数値（pt）で指定 or 'small', 'large'など名前で指定
文字の色（ver. 3.3以降）	labelcolor	色の名前など ex) 'gray', 'red', 'blue'
詳細設定	prop	{辞書型}で指定 'familiy': 'フォント名' 'weight': 'bold'（太字） 'size': 数値 or '大きさ指定文字列'

propは辞書型で渡して、'family'（フォント）, 'weight'（太字）, 'size'（大きさ）など複数の書式を指定できます。

まずは、fontsizeとlabelcolorを指定した例を紹介します。

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
 
plt.legend(fontsize="large",labelcolor="b")
 
plt.show()

次に、propを指定した例を紹介します。

plt.plot(x, y1, label="サインカーブ")
 
plt.legend( prop={"family":"Meiryo", "weight":"bold", "size": "xx-large"})
 
plt.show()

デフォルトでは日本語を表示できませんが、'family'で日本語を表示できるフォントを指定すると表示できるようになります。

• 【参考】Matplotlibでの日本語表示方法についてはこちらの記事で解説しています。

≫Matplotlib 日本語の表示方法 厳選３選｜最適な方法選んで！

Matplotlibでグラフを描くとき、「日本語を表示しようとしたら文字化けした！」「日本語を表示するには、何を設定すればいいの？」という方向けに、「Matplotlibで日本語を表示する方法厳選３選」、「使用できるフォントのチェック方法」を紹介していきます。追加のインストールなしで、フォントの設定を変更するだけの方法を紹介します！

www.yutaka-note.com/entry/matplotlib_japanese

 

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凡例にタイトル表示

凡例にタイトルを設定、表示サイズを設定する方法を紹介します。

設定内容	引数名	設定値の例
タイトルの表示	title	"title_name" 文字列
タイトルの大きさ変更	title_fontsize	数値（pt）で指定 or 'small', 'large'など名前で指定

実際にタイトルを設定してみましょう。

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
plt.plot(x, y2, label="cos(x)")
 
plt.legend(title = "my_legend", title_fontsize = "large")
 
plt.show()

• 【参考】フォントサイズなどMatplotlibでのテキスト設定については、こちらの記事も参考にしてください。

≫Matplotlib plt.textよく使うもの徹底解説｜テキスト表示をマスター!

グラフ内にテキストでコメントを記入することってよくありますよね？グラフにコメントがあると、グラフの大事な部分を強調して説明できます。この記事では、matplotlibでグラフ内にテキストを表示する方法、テキストの見た目の変更方法について図解・サンプルコード付きで解説しています！

www.yutaka-note.com/entry/2020/01/08/080413

 

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凡例の見た目変更方法

凡例の見た目の変更方法を

• フレーム（凡例の表示領域）
• 凡例内のマーカー
• 余白（padding）の詳細設定

の順に紹介していきます。

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フレーム（凡例の表示領域）の見た目

フレーム（凡例の表示領域）の見た目を変更できる引数を紹介します。

設定内容	引数名	設定値の例
フレームの表示/非表示	frameon	True or False （デフォルト：True）
フレームの角を丸める	fancybox	True or False （デフォルト：True）
フレームに影を付ける	shadow	True or False （デフォルト：False）
背景色を変更	facecolor	色の名前など ex) 'gray', 'red', 'blue'
背景の透明度を設定	frame	0（完全透明）～１（不透明）
枠線の色を設定	edgecolor	色の名前など ex) 'gray', 'red', 'blue'
凡例の列数を指定	ncol	数値
フレームを横方向に拡張	mode	'expand'：拡張

いくつかサンプルコードを紹介していきます。

フレームを非表示にすると、凡例の枠線などがなくなります。

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
 
plt.legend(frameon=False)
 
plt.show()

枠がない方がスマートに見える場合もありますね。

次に背景と枠線の色を設定してみましょう。

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
plt.plot(x, y2, "-o", label="cos(x)")
 
plt.legend(framealpha = 0.2, facecolor="green" ,edgecolor="black")
 
plt.show()

【参考】Matplotlibの色の設定については、こちらの記事で解説しています。

≫Matplotlib color 色の指定 | 一文字指定からカラーマップの使い方まで徹底解説

伝わるグラフを作るためのポイントはなんでしょうか？いかに視覚的にわかりやすいか、これが大切です。それには重要な要素に色をつけて、視覚的にうったえることが超大切！この記事では、matplotlibでの色の指定方法について、基本から応用まで徹底解説！

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最後に凡例を横方向に拡大して、列数を２列にしてみます。

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
plt.plot(x, y2, "-o", label="cos(x)")
 
plt.legend(loc = "lower center", ncol = 2, mode="expand")
 
plt.show()

グラフの全体に広がるような凡例を作成することができます。

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凡例内のマーカーの見た目

凡例内のマーカーの見た目を設定する引数を紹介します。

設定内容	引数名	設定値の例
マーカーの大きさ	markerscale	数値（デフォルト：1）
マーカーの表示数	numpoints	数値（デフォルト：1）
マーカーの線の長さ	handlelength	数値（デフォルト：2）
マーカー位置	markerfirst	True：テキスト前（デフォルト） False：テキスト後

いくつかサンプルコードを紹介していきます。

凡例のマーカーを大きくして、強調表示してみます。

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
plt.plot(x, y2, "-o", label="cos(x)")
 
plt.legend(markerscale = 2, handlelength = 4)
 
plt.show()

線の長さは自動では調整されないので、handlelengthで線の長さも調整しています。

次にマーカーの表示数を増やしてみます。

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
plt.plot(x, y2, "-o", label="cos(x)")
 
plt.legend(markerscale = 1, numpoints=3, handlelength = 5)
 
plt.show() 

    markerfirst=Falseを指定して、マーカーをテキストの後ろに表示させてみます。

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
plt.plot(x, y2, "-o", label="cos(x)")
 
plt.legend(markerfirst=False)
 
plt.show()

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余白（padding）の詳細設定

凡例の余白方法を紹介します。

設定内容	引数名	設定値の例
フレーム内側の余白	borderpad	数値（デフォルト：0.4）
フレーム外側の余白	borderaxespad	数値（デフォルト：0.5）
マーカー/テキスト間の余白	handletextpad	数値（デフォルト：0.8）
凡例の行間の余白	labelspacing	数値（デフォルト：0.5）
凡例の列間の余白	columnspacing	数値（デフォルト：2）

各引数の対応位置を画像にすると次のようになります。

余白を調整した例を紹介します。

plt.plot(x, y1, label="sin(x)")
plt.plot(x, y2, "-o", label="cos(x)")
 
plt.legend(borderpad=3, labelspacing = 2,  handletextpad = 2, borderaxespad=0)
 
plt.show()

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Matplotlib日本語化のまとめ

今回はMatplotlibで凡例を表示する方法を紹介しました。

• plt.legend()で表示
• プロット作成時にラベル名を指定する（例：label='label_name'）
• plt.legend()で凡例を表示する
• 引数で文字の書式や凡例の見た目を設定可能

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