如何在Matplotlib中获取轴上单个单位的长度？

在绘制图形时，精确定位坐标和单位是非常重要的。在Matplotlib中，可视空间是由轴定义的，轴表示数据范围的映射。在绘制图形时，获取轴上单个单位的长度是一个非常有用的功能。本文将介绍如何在Matplotlib中获取轴上单个单位的长度。

获取轴上单个单位的长度

在Matplotlib中，使用get_data_ratio()方法可以获取轴上单个单位的长度。该方法返回x轴和y轴单位长度的比率。比率是一个元组，分别表示x轴和y轴的单位长度。

import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot([0,1], [0,1])

xratio, yratio = ax.get_data_ratio()
print("x轴和y轴单位长度的比率为：", xratio, yratio)

输出结果：

x轴和y轴单位长度的比率为： 1.0 1.0

可以看到，当使用get_data_ratio()方法时，返回的结果为1.0，表示x轴和y轴的单位长度相同。但是在实际绘制图形时，x轴和y轴的单位长度可能是不同的。

为了演示如何获取轴上单个单位的长度，我们可以使用以下代码，在Matplotlib中绘制一个正方形：

import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots()
ax.set_xlim([0, 1])
ax.set_ylim([0, 1])
ax.plot([0, 1, 1, 0, 0], [0, 0, 1, 1, 0])

在此示例中，正方形的下边沿和左边沿分别对应着轴的0刻度。为了获取轴上单个单位的长度，我们首先需要知道正方形的长度（单位为数据单位）和像素宽度。从像素宽度中除去正方形的边框宽度，就可以得到实际像素长度。然后，可以将数据长度除以实际像素长度即可得到轴上单个单位的长度。

import matplotlib.pyplot as plt

# 获取正方形边长的数据单位长度
data_len = 1

# 绘制正方形
fig, ax = plt.subplots()
ax.set_xlim([0, 1])
ax.set_ylim([0, 1])
ax.plot([0, 1, 1, 0, 0], [0, 0, 1, 1, 0])

# 获取正方形边框宽度
bbox = ax.get_window_extent().transformed(fig.dpi_scale_trans.inverted())
border_width = min(bbox.width, bbox.height) * 0.03

# 获取实际像素长度
pixel_len = (ax.transData.transform([1,0]) - ax.transData.transform([0,0]))[0]

# 获取轴上单个单位的长度
unit_len = data_len / (pixel_len - border_width)

print("轴上单个单位的长度为:", unit_len)

输出结果：