Agregar una leyenda a PyPlot en Matplotlib de la manera más simple posible

TL; DR -> ¿Cómo se puede crear una leyenda para un gráfico de líneas en Matplotlib's PyPlotsin crear ninguna variable adicional?

Considere la secuencia de comandos gráfica a continuación:

if __name__ == '__main__':
    PyPlot.plot(total_lengths, sort_times_bubble, 'b-',
                total_lengths, sort_times_ins, 'r-',
                total_lengths, sort_times_merge_r, 'g+',
                total_lengths, sort_times_merge_i, 'p-', )
    PyPlot.title("Combined Statistics")
    PyPlot.xlabel("Length of list (number)")
    PyPlot.ylabel("Time taken (seconds)")
    PyPlot.show()

Como puede ver, este es un uso muy básico de matplotlib's PyPlot. Idealmente, esto genera un gráfico como el siguiente:

Nada especial, lo sé. Sin embargo, no está claro qué datos se están trazando dónde (estoy tratando de trazar los datos de algunos algoritmos de clasificación, la longitud en función del tiempo empleado, y me gustaría asegurarme de que la gente sepa qué línea es cuál). Por lo tanto, necesito una leyenda, sin embargo, echando un vistazo al siguiente ejemplo a continuación ( del sitio oficial ):

ax = subplot(1,1,1)
p1, = ax.plot([1,2,3], label="line 1")
p2, = ax.plot([3,2,1], label="line 2")
p3, = ax.plot([2,3,1], label="line 3")

handles, labels = ax.get_legend_handles_labels()

# reverse the order
ax.legend(handles[::-1], labels[::-1])

# or sort them by labels
import operator
hl = sorted(zip(handles, labels),
            key=operator.itemgetter(1))
handles2, labels2 = zip(*hl)

ax.legend(handles2, labels2)

Verás que necesito crear una variable adicional ax. ¿Cómo puedo agregar una leyenda a mi gráfico sin tener que crear esta variable adicional y mantener la simplicidad de mi script actual?

Agregue un label=a cada una de sus plot()llamadas y luego llame legend(loc='upper left').

Considere esta muestra (probada con Python 3.8.0):

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.linspace(0, 20, 1000)
y1 = np.sin(x)
y2 = np.cos(x)

plt.plot(x, y1, "-b", label="sine")
plt.plot(x, y2, "-r", label="cosine")
plt.legend(loc="upper left")
plt.ylim(-1.5, 2.0)
plt.show()

Ligeramente modificado de este tutorial: http://jakevdp.github.io/mpl_tutorial/tutorial_pages/tut1.html

Puede acceder a la instancia de Axes ( ax) con plt.gca(). En este caso, puedes usar

plt.gca().legend()

Puede hacerlo utilizando la label=palabra clave en cada una de sus plt.plot()llamadas o asignando sus etiquetas como una tupla o lista dentro legend, como en este ejemplo de trabajo:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x = np.linspace(-0.75,1,100)
y0 = np.exp(2 + 3*x - 7*x**3)
y1 = 7-4*np.sin(4*x)
plt.plot(x,y0,x,y1)
plt.gca().legend(('y0','y1'))
plt.show()

Sin embargo, si necesita acceder a la instancia de Axes más de una vez, le recomiendo guardarlo en la variable axcon

ax = plt.gca()

y luego llamando en axlugar de plt.gca().

Aquí hay un ejemplo para ayudarte ...

fig = plt.figure(figsize=(10,5))
ax = fig.add_subplot(111)
ax.set_title('ADR vs Rating (CS:GO)')
ax.scatter(x=data[:,0],y=data[:,1],label='Data')
plt.plot(data[:,0], m*data[:,0] + b,color='red',label='Our Fitting 
Line')
ax.set_xlabel('ADR')
ax.set_ylabel('Rating')
ax.legend(loc='best')
plt.show()

Una trama simple para las curvas seno y coseno con una leyenda.

Usado matplotlib.pyplot

import math
import matplotlib.pyplot as plt
x=[]
for i in range(-314,314):
    x.append(i/100)
ysin=[math.sin(i) for i in x]
ycos=[math.cos(i) for i in x]
plt.plot(x,ysin,label='sin(x)')  #specify label for the corresponding curve
plt.plot(x,ycos,label='cos(x)')
plt.xticks([-3.14,-1.57,0,1.57,3.14],['-$\pi$','-$\pi$/2',0,'$\pi$/2','$\pi$'])
plt.legend()
plt.show()

Agregue etiquetas a cada argumento en su llamada a la trama correspondiente a la serie que está graficando, es decir label = "series 1"

Luego, simplemente agregue Pyplot.legend()al final de su secuencia de comandos y la leyenda mostrará estas etiquetas.

Puede agregar una documentación de leyenda personalizada

first = [1, 2, 4, 5, 4]
second = [3, 4, 2, 2, 3]
plt.plot(first,'g--', second, 'r--')
plt.legend(['First List','Second List'], loc='upper left')
plt.show()

    # Dependencies
    import numpy as np
    import matplotlib.pyplot as plt

    #Set Axes
    # Set x axis to numerical value for month
    x_axis_data = np.arange(1,13,1)
    x_axis_data

    # Average weather temp
    points = [39, 42, 51, 62, 72, 82, 86, 84, 77, 65, 55, 44]

    # Plot the line
    plt.plot(x_axis_data, points)
    plt.show()

    # Convert to Celsius C = (F-32) * 0.56
    points_C = [round((x-32) * 0.56,2) for x in points]
    points_C

    # Plot using Celsius
    plt.plot(x_axis_data, points_C)
    plt.show()

    # Plot both on the same chart
    plt.plot(x_axis_data, points)
    plt.plot(x_axis_data, points_C)

    #Line colors
    plt.plot(x_axis_data, points, "-b", label="F")
    plt.plot(x_axis_data, points_C, "-r", label="C")

    #locate legend
    plt.legend(loc="upper left")
    plt.show()