Matplotlib 鼠标下的数值

在数据可视化中，常常需要了解图表中每个数据点的具体值。而在使用Matplotlib绘制图表时，我们可以通过添加交互功能来实现展示鼠标下数值的功能。本文将介绍如何在Matplotlib中展示鼠标下的数值，包括常见的鼠标互动、导入所需的库、数据的导入和处理、绘制图表以及如何在图表中展示鼠标下的数值。

阅读更多：Matplotlib 教程

导入库

在这个例子中，我们将使用以下的库：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.widgets import Cursor

numpy：用于生成一些随机数据。
matplotlib.pyplot：用于绘制图表。
matplotlib.widgets：用于添加交互功能以及在图表中展示鼠标下数值。

数据生成

首先，我们需要生成一些数据。以下是一个简单的正弦曲线：

x = np.arange(0, 10, 0.1)
y = np.sin(x)

然后，我们可以用Matplotlib绘制出这个曲线：

fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(x, y)

这个曲线是非常普通的，没有任何鼠标交互功能。在下面的部分中，我们将逐步添加此功能。

可视化鼠标下的数值

为了在Matplotlib中展示鼠标下的数值，我们需要使用 matplotlib.widgets.Cursor 类。这个类可以在图表中添加一个指针，并在指针下方展示所选择的点的数值。

cursor = Cursor(ax, useblit=True, color='red', linewidth=1)

这里，我们创建了一个指向鼠标所在位置的光标，并选择了光标的颜色和线宽度。

但是，在展示鼠标下的数值之前，我们需要指定一些变量，并为交互功能添加回调函数。

回调函数

我们需要一个回调函数来响应鼠标事件，并在鼠标悬浮时读取和展示数据。以下是样例代码：

def cursor_callback(event):
    if not event.inaxes:
        return
    x, y = event.xdata, event.ydata
    print(f"x={x:.2f} | y={y:.2f}")

当鼠标停留在图表上时，该函数将被自动调用，并将事件作为参数传递给函数。其中，如果鼠标悬浮在图表上并移动，它将打印鼠标下的数据点的坐标。

接下来，我们为鼠标添加回调函数：

cursor = Cursor(ax, useblit=True, color='red', linewidth=1)
plt.connect('motion_notify_event', cursor_callback)

这里，我们使用 plt.connect 方法将回调函数添加到鼠标事件中。

现在，我们可以试着在图表上移动鼠标。你将看到，每当鼠标指针移到图表上时，终端将打印出所选数据点的x和y值。

将光标移动到数据点上

我们可以进一步发展回调函数来，当鼠标指针移到数据点上时，让光标跳到该数据点。

def cursor_callback(event):
    if not event.inaxes:
        return
    x, y = event.xdata, event.ydata
    print(f"x={x:.2f} | y={y:.2f}")
    cursor.rect.xy = x, y
    plt.draw_idle()

在这个版本的回调函数中，我们增加了两行代码，以便让光标跟随鼠标指针移动。上述代码的最后两行负责将光标的位置移动到鼠标指针下方，并将图表重新绘制，从而使光标之前绘制的位置得到重绘。

现在，我们可以在数据点上停留，观察光标跳跃到该数据点的位置，同时打印出其x和y值。

在鼠标下方显示数据点数值

将光标定位在数据点之上是很有用的，但是，如果能够在鼠标下方直接显示出该数据点的数值，会更方便。

以下是可以实现这种功能的代码：

def cursor_callback(event):
    if not event.inaxes:
        return
    x, y = event.xdata, event.ydata
    cursor.rect.xy = x, y
    cursor.label.set_text(f'x={x:.2f}\ny={y:.2f}')
    plt.draw_idle()

在这个版本的回调函数中，我们添加了一行代码，用于设置光标标签（即位于鼠标下方的文本框）显示的文本。我们还将该函数中的打印语句删除了，因为它已经没有用了。

现在，当我们将光标移到曲线上时，将在光标下方显示该点的坐标。

点击数据点以查看更多信息

在理想情况下，当我们点击数据点时，可以选择打开一个新的窗口，显示所有与该点相关的详细信息。

以下是可以实现此功能的代码：

def cursor_callback(event):
    if not event.inaxes:
        return
    x, y = event.xdata, event.ydata
    cursor.rect.xy = x, y
    cursor.label.set_text(f'x={x:.2f}\ny={y:.2f}')
    if event.button == 1:  # If left click
        print(f'You clicked on ({x:.2f}, {y:.2f})')
        # Open a new window or do something else
    plt.draw_idle()

在这个版本的回调函数中，我们添加了一个if语句，用于检测鼠标的按钮：如果按下左键，将打印出数据点的坐标。你可以在此基础上添加更多的代码，以选择打开新窗口、获取更多信息，或者做其他事情。

现在，你可以在点击数据点后看到输出结果，这样就可以在程序中定位光标。如有需要，你可以添加更多的功能。

总结

在本文中，我们介绍了如何在Matplotlib中展示鼠标下的数值，包括使用光标交互和添加回调函数。我们先是创建了一个指向鼠标所在位置的光标，并添加了一个回调函数，以读取并打印出鼠标下的x和y值。接下来，我们对回调函数进行了修改，以便在鼠标指针移到数据点上时，光标能够跳跃到该点，并在鼠标下方显示数据点的数值。最后，我们增加了可以用于处理光标点击事件的代码，以便选择打开新窗口或进行其他操作。这种展示鼠标下的数值的技术，在数据可视化方面具有广泛的应用场景。