展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows PDF教程 macOS软件 IOS软件 Android AI 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 编程开发 > Python 数据可视化的三大步骤

Python 数据可视化的三大步骤

1、首先,要知道我们用哪些库来画图?matplotlibPython中最基本的作图库就是matplotlib,是一个最基础的Python可视化库,一般都是从matplotlib上手Python数据可视化,然后开始做纵向与横向拓展。Seaborn是一个基于matplotlib的高级可视化效果库,针对的点主要是数据挖掘和机器学习中的变量特征选取,seaborn可以用短小的代码去绘制描述更多维度数据的可视化效果图。其他库还包括Bokeh(是一个用于做浏览器端交互可视化的库,实现分析师与数据的交互);Mapbox

本文目录

    1、首先,要知道我们用哪些库来画图?

    matplotlib

    Python中最基本的作图库就是matplotlib,是一个最基础的Python可视化库,一般都是从matplotlib上手Python数据可视化,然后开始做纵向与横向拓展。

    Seaborn

    是一个基于matplotlib的高级可视化效果库,针对的点主要是数据挖掘和机器学习中的变量特征选取,seaborn可以用短小的代码去绘制描述更多维度数据的可视化效果图。

    其他库还包括

    Bokeh(是一个用于做浏览器端交互可视化的库,实现分析师与数据的交互);Mapbox(处理地理数据引擎更强的可视化工具库)等等。

    本篇文章主要使用matplotlib进行案例分析

    第一步:确定问题,选择图形

    业务可能很复杂,但是经过拆分,我们要找到我们想通过图形表达什么具体问题。分析思维的训练可以学习《麦肯锡方法》和《金字塔原理》中的方法。

    这是网上的一张关于图表类型选择的总结。

    Python 数据可视化的三大步骤

    在Python中,我们可以总结为以下四种基本视觉元素来展现图形:

    • 点:scatter plot 二维数据,适用于简单二维关系;
    • 线:line plot 二维数据,适用于时间序列;
    • 柱状:bar plot 二维数据,适用于类别统计;
    • 颜色:heatmap 适用于展示第三维度;

    数据间存在分布,构成,比较,联系以及变化趋势等关系。对应不一样的关系,选择相应的图形进行展示。

    第二步:转换数据,应用函数

    数据分析和建模方面的大量编程工作都是用在数据准备的基础上的:加载、清理、转换以及重塑。 我们可视化步骤也需要对数据进行整理,转换成我们需要的格式再套用可视化方法完成作图。

    下面是一些常用的数据转换方法:

    • 合并:merge,concat,combine_frist(类似于数据库中的全外连接)
    • 重塑:reshape;轴向旋转:pivot(类似excel数据透视表)
    • 去重:drop_duplicates
    • 映射:map
    • 填充替换:fillna,replace
    • 重命名轴索引:rename

    将分类变量转换‘哑变量矩阵’的get_dummies函数以及在df中对某列数据取限定值等等。

    函数则根据第一步中选择好的图形,去找Python中对应的函数。

    第三步:参数设置,一目了然

    原始图形画完后,我们可以根据需求修改颜色(color),线型(linestyle),标记(maker)或者其他图表装饰项标题(Title),轴标签(xlabel,ylabel),轴刻度(set_xticks),还有图例(legend)等,让图形更加直观。

    第三步是在第二步的基础上,为了使图形更加清晰明了,做的修饰工作。具体参数都可以在制图函数中找到。

    2、可视化作图基础

    Matplotlib作图基础

    #导入包
    import numpy as np
    import pandas as pd
    import matplotlib.pyplot as plt

    Figure和Subplot

    matplotlib的图形都位于Figure(画布)中,Subplot创建图像空间。不能通过figure绘图,必须用add_subplot创建一个或多个subplot。

    figsize可以指定图像尺寸。

    #创建画布
    fig = plt.figure()
    
    #创建subplot,221表示这是2行2列表格中的第1个图像。 ax1 = fig.add_subplot(221) #但现在更习惯使用以下方法创建画布和图像,2,2表示这是一个2*2的画布,可以放置4个图像 fig , axes = plt.subplots(2,2,sharex=True,sharey=True) #plt.subplot的sharex和sharey参数可以指定所有的subplot使用相同的x,y轴刻度。

    Python 数据可视化的三大步骤

    利用Figure的subplots_adjust方法可以调整间距。

    subplots_adjust(left=None,bottom=None,right=None,
    top=None,wspace=None,hspace=None)

    Python 数据可视化的三大步骤

    颜色color,标记marker,和线型linestyle

    matplotlib的plot函数接受一组X和Y坐标,还可以接受一个表示颜色和线型的字符串缩写:**'g--',表示颜色是绿色green,线型是'--'虚线。**也可以使用参数明确的指定。

    线型图还可以加上一些标记(marker),来突出显示数据点的位置。标记也可以放在格式字符串中,但标记类型和线型必须放在颜色后面。

    plt.plot(np.random.randn(30),color='g',
     linestyle='--',marker='o')
    []

    刻度,标签和图例

    plt的xlim、xticks和xtickslabels方法分别控制图表的范围和刻度位置和刻度标签。

    调用方法时不带参数,则返回当前的参数值;调用时带参数,则设置参数值。

    plt.plot(np.random.randn(30),color='g',
     linestyle='--',marker='o')
    plt.xlim() #不带参数调用,显示当前参数;
    #可将xlim替换为另外两个方法试试
    (-1.4500000000000002, 30.45)

    Python 数据可视化的三大步骤

    img

    plt.plot(np.random.randn(30),color='g',
     linestyle='--',marker='o')
    plt.xlim([0,15]) #横轴刻度变成0-15
    (0, 15)

    Python 数据可视化的三大步骤

    设置标题,轴标签,刻度以及刻度标签

    fig = plt.figure();ax = fig.add_subplot(1,1,1)
    ax.plot(np.random.randn(1000).cumsum())
    ticks = ax.set_xticks([0,250,500,750,1000]) #设置刻度值
    labels = ax.set_xticklabels(['one','two','three','four','five']) #设置刻度标签
    ax.set_title('My first Plot') #设置标题
    ax.set_xlabel('Stage') #设置轴标签
    Text(0.5,0,'Stage')

    Python 数据可视化的三大步骤

    添加图例

    图例legend是另一种用于标识图标元素的重要工具。 可以在添加subplot的时候传入label参数。

    fig = plt.figure(figsize=(12,5));ax = fig.add_subplot(111)
    ax.plot(np.random.randn(1000).cumsum(),'k',label='one') #传入label参数,定义label名称
    ax.plot(np.random.randn(1000).cumsum(),'k--',label='two')
    ax.plot(np.random.randn(1000).cumsum(),'k.',label='three')
    #图形创建完后,只需要调用legend参数将label调出来即可。
    ax.legend(loc='best') 
    #要求不是很严格的话,建议使用loc=‘best’参数来让它自己选择最佳位置

    Python 数据可视化的三大步骤

    注解

    除标准的图表对象之外,我们还可以自定义添加一些文字注解或者箭头。

    注解可以通过text,arrow和annotate等函数进行添加。text函数可以将文本绘制在指定的x,y坐标位置,还可以进行自定义格式

    plt.plot(np.random.randn(1000).cumsum())
    plt.text(600,10,'test ',family='monospace',fontsize=10)
    #中文注释在默认环境下并不能正常显示,需要修改配置文件,
    # 使其支持中文字体。具体步骤请自行搜索。

    保存图表到文件

    利用plt.savefig可以将当前图表保存到文件。例如,要将图表保存为png文件,可以执行

    文件类型是根据拓展名而定的。其他参数还有:

    • fname:含有文件路径的字符串,拓展名指定文件类型
    • dpi:分辨率,默认100 facecolor,edgcolor 图像的背景色,默认‘w’白色
    • format:显示设置文件格式('png','pdf','svg','ps','jpg'等)
    • bbox_inches:图表需要保留的部分。如果设置为“tight”,则将尝试剪除图像周围的空白部分
    plt.savefig('./plot.jpg') #保存图像为plot名称的jpg格式图像
    

    3、Pandas中的绘图函数

    Matplotlib作图

    matplotlib是最基础的绘图函数,也是相对较低级的工具。 组装一张图表需要单独调用各个基础组件才行。Pandas中有许多基于matplotlib的高级绘图方法,原本需要多行代码才能搞定的图表,使用pandas只需要短短几行。

    我们使用的就调用了pandas中的绘图包。

    import matplotlib.pyplot as plt

    线型图

    Series和DataFrame都有一个用于生成各类图表的plot方法。 默认情况下,他们生成的是线型图。

    s = pd.Series(np.random.randn(10).cumsum(),index=np.arange(0,100,10))
    s.plot() #Series对象的索引index会传给matplotlib用作绘制x轴。

    Python 数据可视化的三大步骤

    df = pd.DataFrame(np.random.randn(10,4).cumsum(0),
    columns=['A','B','C','D'])
    df.plot() #plot会自动为不同变量改变颜色,并添加图例

    Python 数据可视化的三大步骤

    Series.plot方法的参数

    • label:用于图表的标签
    • style:风格字符串,'g--'
    • alpha:图像的填充不透明度(0-1)
    • kind:图表类型(bar,line,hist,kde等)
    • xticks:设定x轴刻度值
    • yticks:设定y轴刻度值
    • xlim,ylim:设定轴界限,[0,10]
    • grid:显示轴网格线,默认关闭
    • rot:旋转刻度标签
    • use_index:将对象的索引用作刻度标签
    • logy:在Y轴上使用对数标尺

    DataFrame.plot方法的参数

    DataFrame除了Series中的参数外,还有一些独有的选项。

    • subplots:将各个DataFrame列绘制到单独的subplot中
    • sharex,sharey:共享x,y轴
    • figsize:控制图像大小
    • title:图像标题
    • legend:添加图例,默认显示
    • sort_columns:以字母顺序绘制各列,默认使用当前顺序

    柱状图

    在生成线型图的代码中加上kind=‘bar’或者kind=‘barh’,可以生成柱状图或水平柱状图。

    fig,axes = plt.subplots(2,1)
    data = pd.Series(np.random.rand(10),index=list('abcdefghij'))
    data.plot(kind='bar',ax=axes[0],rot=0,alpha=0.3)
    data.plot(kind='barh',ax=axes[1],grid=True)

    Python 数据可视化的三大步骤

    柱状图有一个非常实用的方法:

    利用value_counts图形化显示Series或者DF中各值的出现频率。

    比如df.value_counts().plot(kind='bar')

    Python可视化的基础语法就到这里,其他图形的绘制方法大同小异。

    重点是遵循三个步骤的思路来进行思考、选择、应用。多多练习可以更加熟练。


    本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
    作者最新文章
    编程开发 机器学习 Python
    相关文章 更多
    精品专题 更多
    装机必备

    正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

    Windows

    正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

    PDF教程

    正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

    macOS软件

    正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

    IOS软件

    正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

    AI

    正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

    Mac软件 更多
    Aperty macOS版
    Aperty macOS版

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw macOS版
    AionClaw macOS版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy macOS版
    Loomy macOS版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    AirBuddy 3 macOS版
    AirBuddy 3 macOS版

    AirBuddy 3 是面向 macOS 的蓝牙外设增强工具,可集中查看 AirPods、Beats 与苹果设备电量,提供快速连接、播放控制、电量提醒、桌面小组件和多台 Mac 外设接力等功能。

    AirServer macOS版
    AirServer macOS版

    AirServer macOS版可把 Mac 转换为无线投屏接收端,通过 AirPlay 或 Google Cast 接收手机、平板和电脑画面,并支持多设备同时连接、高清镜像及会话录制,适合家庭娱乐、课堂教学、会议演示和应用展示。

    AnyDesk macOS版
    AnyDesk macOS版

    AnyDesk macOS版是一款适用于远程办公、设备维护和客户支持的远程桌面工具,可连接并操作异地计算机,支持文件传输、无人值守访问、会话权限控制及跨平台协作。

    WINDOWS 更多
    讯飞绘文 网页版
    讯飞绘文 网页版

    讯飞绘文网页版是科大讯飞推出的AI图文创作与内容运营工具,覆盖热点选题、文章生成、稿件校对、智能配图、排版发布和数据复盘等环节,适合自媒体创作者及内容团队在线使用。

    Maya(Autodesk Maya) Windows版
    Maya(Autodesk Maya) Windows版

    Autodesk Maya 是面向影视、电视、动画和游戏行业的专业三维制作软件,集多边形与 NURBS 建模、角色绑定、关键帧和动作捕捉动画、Bifrost 特效模拟、材质开发及 Arnold 渲染于一体,

    Aperty Windows版
    Aperty Windows版

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw Windows版
    AionClaw Windows版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy Windows版
    Loomy Windows版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    AirServer Windows版
    AirServer Windows版

    AirServer Windows版可把电脑变成AirPlay、Google Cast和Miracast无线投屏接收端,适合会议演示、课堂教学及家庭大屏分享。发送设备通常无需另装客户端,并可同时接收和智能排列多个镜像会话。