在上一篇博文ID3決策樹演算法中，繪製決策樹時，使用了Matplotlib的註解工具annotate，藉此機會系統學習一下annotate的用法。

annotate用於在圖形上給資料新增文字註解，而且支援帶箭頭的劃線工具，方便我們在合適的位置新增描述資訊。

引數說明：

Axes.annotate(s, xy, *args, **kwargs)

• s：註釋文字的內容
• xy：被註釋的座標點，二維元組形如(x,y)
• xytext：註釋文字的座標點，也是二維元組，預設與xy相同
• xycoords：被註釋點的座標系屬性，允許輸入的值如下

• textcoords ：註釋文字的座標系屬性，預設與xycoords屬性值相同，也可設為不同的值。除了允許輸入xycoords的屬性值，還允許輸入以下兩種：

arrowprops：箭頭的樣式，dict（字典）型資料，如果該屬性非空，則會在註釋文字和被註釋點之間畫一個箭頭。如果不設定'arrowstyle' 關鍵字，則允許包含以下關鍵字：

如果設定了‘arrowstyle’關鍵字，以上關鍵字就不能使用。允許的值有：

• annotation_clip : 布林值，可選引數，預設為空。設為True時，只有被註釋點在子圖區內時才繪製註釋；設為False時，無論被註釋點在哪裡都繪製註釋。僅當xycoords為‘data’時，預設值空相當於True。

返回值：

Annotation物件

示例：

• 一個基本的註釋示例，設定了箭頭的顏色和縮排，感興趣的話可以以此為基礎嘗試更多的屬性和樣式。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots()

# 繪製一個餘弦曲線
t = np.arange(0.0, 5.0, 0.01)
s = np.cos(2*np.pi*t)
line, = ax.plot(t, s, lw=2)

# 繪製一個黑色，兩端縮排的箭頭
ax.annotate('local max', xy=(2, 1), xytext=(3, 1.5),
            xycoords='data',
            arrowprops=dict(facecolor='black', shrink=0.05)
            )
ax.set_ylim(-2, 2)
plt.show()

• 座標轉換示例——在本例中，我們學習用不同的座標體系繪製註釋。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 以步長0.005繪製一個曲線
x = np.arange(0, 10, 0.005)
y = np.exp(-x/2.) * np.sin(2*np.pi*x)

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y)
ax.set_xlim(0, 10)
ax.set_ylim(-1, 1)

# 被註釋點的資料軸座標和所在的畫素
xdata, ydata = 5, 0
xdisplay, ydisplay = ax.transData.transform_point((xdata, ydata))

# 設定註釋文字的樣式和箭頭的樣式
bbox = dict(boxstyle="round", fc="0.8")
arrowprops = dict(
    arrowstyle = "->",
    connectionstyle = "angle,angleA=0,angleB=90,rad=10")

# 設定偏移量
offset = 72
# xycoords預設為'data'資料軸座標，對座標點（5,0）添加註釋
# 註釋文字參考被註釋點設定偏移量，向左2*72points，向上72points
ax.annotate('data = (%.1f, %.1f)'%(xdata, ydata),
            (xdata, ydata), xytext=(-2*offset, offset), textcoords='offset points',
            bbox=bbox, arrowprops=arrowprops)

# xycoords以繪圖區左下角為參考，單位為畫素
# 註釋文字參考被註釋點設定偏移量，向右0.5*72points，向下72points
disp = ax.annotate('display = (%.1f, %.1f)'%(xdisplay, ydisplay),
            (xdisplay, ydisplay), xytext=(0.5*offset, -offset),
            xycoords='figure pixels',
            textcoords='offset points',
            bbox=bbox, arrowprops=arrowprops)


plt.show()

• 極座標上的註釋——在此例中，我們會在極座標系繪圖，並在極座標系設定被註釋點，以繪圖區的百分比為引數放置註釋文字。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 繪製一個極地座標，再以0.001為步長，畫一條螺旋曲線
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, polar=True)
r = np.arange(0,1,0.001)
theta = 2 * 2*np.pi * r
line, = ax.plot(theta, r, color='#ee8d18', lw=3)

# 對索引為800處畫一個圓點，並做註釋
ind = 800
thisr, thistheta = r[ind], theta[ind]
ax.plot([thistheta], [thisr], 'o')
ax.annotate('a polar annotation',
            xy=(thistheta, thisr),  # 被註釋點遵循極座標系，座標為角度和半徑
            xytext=(0.05, 0.05),    # 註釋文字放在繪圖區的0.05百分比處
            textcoords='figure fraction',
            arrowprops=dict(facecolor='black', shrink=0.05),# 箭頭線為黑色，兩端縮排5%
            horizontalalignment='left',# 註釋文字的左端和低端對齊到指定位置
            verticalalignment='bottom',
            )
plt.show()

• 不同樣式的註釋文字示例

import matplotlib.pyplot as plt

# 設定繪圖區標題
fig = plt.figure()
fig.suptitle('bold figure suptitle', fontsize=14, fontweight='bold')

# 設定子繪圖區標題
ax = fig.add_subplot(111)
fig.subplots_adjust(top=0.85)
ax.set_title('axes title')

# 設定x y座標軸的標識
ax.set_xlabel('xlabel')
ax.set_ylabel('ylabel')

# 紅色、透明度0.5、邊框留白10
ax.text(3, 8, 'boxed italics text in data coords', style='italic',
        bbox={'facecolor':'red', 'alpha':0.5, 'pad':10})

# 文字中有數學公式
ax.text(2, 6, r'an equation: $E=mc^2$', fontsize=15)

# 文字中有ASCII碼
ax.text(3, 2, 'unicode: Institut f\374r Festk\366rperphysik')

# 轉換座標系
ax.text(0.95, 0.01, 'colored text in axes coords',
        verticalalignment='bottom', horizontalalignment='right',
        transform=ax.transAxes,
        color='green', fontsize=15)

# 在2,1處畫個圓點，添加註釋
ax.plot([2], [1], 'o')
ax.annotate('annotate', xy=(2, 1), xytext=(3, 4),
            arrowprops=dict(facecolor='black', shrink=0.05))

ax.axis([0, 10, 0, 10])

plt.show()

參考：