matplotlibで凡例を手動で作成する方法

はじめに

matplotlib では通常、plot したラインに label を付けて ax.legend() を呼ぶだけで凡例が作れます。しかし、実際のプロットとは別に「手動で凡例を作りたい」ケースもあります。

例えば、色や線種の組み合わせを明示したいけど、プロットの中には出したくない場合などです。そんなときは matplotlib.lines.Line2D を使って、凡例のハンドル（見た目だけの線オブジェクト）を作成できます。

サンプルコード

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.lines import Line2D

fig, ax = plt.subplots(figsize=(6, 4))

# ダミーのプロット（凡例には使わない）
ax.plot([0, 1], [0, 1], color='gray', linestyle=':')

# 凡例用のハンドルを手動で作成
legend_handles = [
    Line2D([0], [0], color='r', linestyle='-', label='RP1'),
    Line2D([0], [0], color='r', linestyle='--', label='Target1'),
    Line2D([0], [0], color='g', linestyle='-', label='RP2'),
    Line2D([0], [0], color='g', linestyle='--', label='Target2'),
    Line2D([0], [0], color='b', linestyle='-', label='RP3'),
    Line2D([0], [0], color='b', linestyle='--', label='Target3'),
    Line2D([0], [0], color='y', linestyle='-', label='RP4'),
    Line2D([0], [0], color='y', linestyle='--', label='Target4'),
]

# 凡例を追加
ax.legend(
    handles=legend_handles,
    loc='upper center',
    bbox_to_anchor=(0.5, 1),  # プロットの外に出す
    ncol=4,
    fontsize=8,
    frameon=True
)

plt.show()

出力イメージ

plotでlabelを指定していなくてもこのように凡例を手動で作ることができる．

ポイント

• Line2D を使うと、実際に描画しなくても凡例用の線を作れる
• label を Line2D 側で設定すれば、ax.legend(labels=...) は不要
• bbox_to_anchor を調整すれば凡例の位置を細かくコントロール可能
• ncol で列数を揃えると横並びに整理できる

まとめ

matplotlib で凡例を「完全に手動でコントロール」したいときは、Line2D を使って凡例用ハンドルを作成しましょう。これにより、プロット内容に依存しない柔軟な凡例の作成が可能になります。