Matplotlib - 光标小部件

Matplotlib 光标小部件（Cursor Widget）是一种交互式可视化工具，旨在增强用户对 Matplotlib 图形的交互能力和可视化体验。

什么是光标小部件

光标小部件是 Matplotlib 包中一种基于鼠标的交互式可视化工具，用户可以利用鼠标移动光标，实时查看当前鼠标所在位置对应的数据坐标的数值。此外，光标小部件还能输出额外的提示信息，比如数据某一位置的数值等。

如何使用光标小部件

要使用 Matplotlib 光标小部件，可以使用 Matplotlib 的 FigureCanvas 对象的 mpl_connect 方法与光标小部件建立连接。具体步骤如下：

1. 导入 Matplotlib 包中的 FigureCanvas 对象和 Cursor 基类：

   from matplotlib.backend_bases import MouseButton, Cursor
   from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas
   

2. 定义一个 Cursor 子类，并实现 __init__ 方法和 on_move 方法：

   class MyCursor(Cursor):
       def __init__(self, canvas, useblit=True, **lineprops):
           super().__init__(canvas, useblit=useblit, **lineprops)
           self.annotation = None
   
       def on_move(self, event):
           if not event.inaxes:
               return
           x, y = event.xdata, event.ydata
           if self.annotation is None:
               self.annotation = self.ax.annotate(f'({x:.2f}, {y:.2f})', xy=(x, y),
                                                    xytext=(-20, 20), textcoords='offset points',
                                                    bbox={'facecolor': 'white', 'edgecolor': 'black', 'alpha': 0.8})
           else:
               self.annotation.set_text(f'({x:.2f}, {y:.2f})')
               self.annotation.xy = x, y
           self.canvas.draw_idle()
   

   在上面代码中，MyCursor 是继承自 Cursor 基类的一个子类，该子类实现了 __init__ 方法和 on_move 方法：

   • 在 __init__ 方法中，首先调用 Cursor 基类的 __init__ 方法；然后根据传入的参数创建一个 Annotation 对象，该对象用于显示当前鼠标所在位置的坐标信息。
   • 在 on_move 方法中，首先检查当前事件是否发生在 Axes 区域，如果不是则直接返回。然后从事件中获取鼠标当前所在位置的坐标，并利用之前创建好的 Annotation 对象显示该坐标信息。

3. 创建一个 Figure 对象和一个 FigureCanvas 对象，并将 Figure 对象与 FigureCanvas 对象绑定：

   import matplotlib.pyplot as plt
   
   fig, ax = plt.subplots()
   canvas = FigureCanvas(fig)
   fig.canvas = canvas
   

4. 在 FigureCanvas 对象上调用 mpl_connect 方法与 MyCursor 类建立连接：

   cursor = MyCursor(canvas)
   canvas.mpl_connect('motion_notify_event', cursor.on_move)
   

在以上步骤完成后，即可运行程序，通过移动鼠标来查看光标当前所在位置的坐标信息。

其他注意事项

在实现自定义的光标小部件时，有一些需要注意的事项：

• 在 on_move 方法中，除了更新光标信息外，还需要调用 FigureCanvas 对象的 draw_idle 方法更新绘图区域。
• 在显示光标信息时，要注意优化光标标注的显示效果，比如设置标注的背景颜色、边框颜色和透明度等。
• 在对 Figure 对象绑定 FigureCanvas 对象时，需要确保 Figure 对象的 canvas 属性指向正确的 FigureCanvas 对象，否则可能导致光标小部件无法正常工作。