Python數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)與應(yīng)用模塊7數(shù)據(jù)分析可視化展示7.2應(yīng)用Pyplot子模塊的函數(shù)繪制圖形7.2.1使用Pyplot的plot()函數(shù)繪制線性函數(shù)圖形與波形圖1．使用plot()函數(shù)繪制線性函數(shù)圖形2．使用plot()函數(shù)繪制波形圖7.2.2使用Pyplot的plot()函數(shù)繪制折線圖折線圖（LineChart）是一種將數(shù)據(jù)點(diǎn)按照順序連接起來(lái)的圖形，可以看作是將散點(diǎn)圖按照x軸坐標(biāo)順序連接起來(lái)的圖形。折線圖的主要功能是查看因變量y隨著自變量x改變的趨勢(shì)，最適合于顯示隨時(shí)間（根據(jù)常用比例設(shè)置）而變化的連續(xù)數(shù)據(jù)。同時(shí)還可以看出數(shù)量的差異和增長(zhǎng)趨勢(shì)的變化。普通折線圖以折線的上升或下降來(lái)表示統(tǒng)計(jì)數(shù)量的增減變化的統(tǒng)計(jì)圖，也稱為折線統(tǒng)計(jì)圖。折線統(tǒng)計(jì)圖不僅可以表示數(shù)量的多少，而且可以反映同一事物在不同時(shí)間里的發(fā)展變化的情況，雖然它不直接給出精確的數(shù)據(jù)，但是能夠顯示數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，反映事物的變化情況。7.2.3使用Pyplot的bar()函數(shù)繪制柱形圖Pyplot子模塊中提供了bar()函數(shù)來(lái)繪制柱形圖，bar()函數(shù)的語(yǔ)法格式如下：bar(x,height,width=0.8,bottom=None,*,align='center',data=None,**kwargs)函數(shù)參數(shù)說(shuō)明如下：?x：表示柱形圖的x軸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)類型可以為int或float類型?height：接收浮點(diǎn)型數(shù)組，表示柱形圖的高度。?width：接收浮點(diǎn)型數(shù)組，表示柱形圖的寬度，默認(rèn)值為0.8，取值范圍為0-1。?bottom：接收浮點(diǎn)型數(shù)組，表示底座的y坐標(biāo)，默認(rèn)值為0，為可選參數(shù)。7.2.3使用Pyplot的bar()函數(shù)繪制柱形圖?align：表示x坐標(biāo)值相對(duì)于柱形圖柱子的對(duì)齊方式，默認(rèn)值為'center'，即柱形圖的柱子以x位置為中心。將該參數(shù)值設(shè)置為'edge'時(shí)，則將柱形圖各個(gè)柱子的左邊緣與x坐標(biāo)值對(duì)齊。如果要設(shè)置x坐標(biāo)值對(duì)齊各個(gè)柱子的右邊緣，則設(shè)置align='edge'的同時(shí)傳遞負(fù)數(shù)的寬度值。?**kwargs：其他參數(shù)。繪制的柱形圖中在各個(gè)柱形上方可以添加數(shù)據(jù)標(biāo)簽，數(shù)據(jù)標(biāo)簽的位置比每個(gè)柱形略高，設(shè)置柱形圖數(shù)據(jù)標(biāo)簽可以使用text()函數(shù)，該函數(shù)主要參數(shù)有3個(gè)，分別是數(shù)據(jù)標(biāo)簽橫坐標(biāo)、數(shù)據(jù)標(biāo)簽縱坐標(biāo)、數(shù)據(jù)標(biāo)簽顯示值。7.2.4使用Pyplot的barh()函數(shù)繪制條形圖條形圖也稱為條形統(tǒng)計(jì)圖，是統(tǒng)計(jì)分析中最常用的圖形，該圖可以清楚地表明各種數(shù)量的多少。條形圖具有以下特點(diǎn)：①能夠使人們一眼看出各個(gè)數(shù)據(jù)的大小。②易于比較數(shù)據(jù)之間的差別。③能清楚的表示出數(shù)量的多少。Pyplot子模塊中提供了barh()函數(shù)來(lái)繪制條形圖，barhh()函數(shù)的語(yǔ)法格式如下：barh(y,height,width,color,edgecolor,label,**kwargs)7.2.4使用Pyplot的barh()函數(shù)繪制條形圖barhh()函數(shù)參數(shù)說(shuō)明如下：?y：表示y軸對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)列表。?height：表示條形的寬度。?width：表示條形的長(zhǎng)度?color：表示條形的顏色。?edgecolor：表示條形邊框的顏色。?label：表示圖例的內(nèi)容，用于解釋每個(gè)條形的含義。在條形圖各個(gè)條形右側(cè)可以添加數(shù)據(jù)標(biāo)簽，數(shù)據(jù)標(biāo)簽的位置比每個(gè)柱形略靠右，設(shè)置柱形圖數(shù)據(jù)標(biāo)簽也可以使用text()函數(shù)，該函數(shù)主要參數(shù)有3個(gè)，分別是數(shù)據(jù)標(biāo)簽縱坐標(biāo)、數(shù)據(jù)標(biāo)簽橫坐標(biāo)（條形的長(zhǎng)度）、數(shù)據(jù)標(biāo)簽顯示值。7.2.5使用Pyplot的scatter()函數(shù)繪制散點(diǎn)圖散點(diǎn)圖（ScatterDiagram）又稱為散點(diǎn)分布圖，是一種以一個(gè)變量為橫坐標(biāo)，以另一個(gè)變量為縱坐標(biāo)，利用坐標(biāo)點(diǎn)（散點(diǎn)）的分布形態(tài)反映變量間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系的圖形。散點(diǎn)圖是數(shù)據(jù)點(diǎn)在直角坐標(biāo)系平面上的分布圖，在統(tǒng)計(jì)學(xué)的回歸分析與預(yù)測(cè)中經(jīng)常用到。散點(diǎn)圖中，x軸和y軸分別表示兩個(gè)數(shù)據(jù)字段，這樣就可以很容易通過(guò)散點(diǎn)看出兩個(gè)字段之間是否存某種關(guān)聯(lián)關(guān)系。7.2.5使用Pyplot的scatter()函數(shù)繪制散點(diǎn)圖散點(diǎn)圖將序列顯示為一組點(diǎn)，值由點(diǎn)在圖表中的位置表示，類別由圖表中的不同標(biāo)記表示。散點(diǎn)圖通常用于比較跨類別的聚合數(shù)據(jù)。對(duì)于處理值的分布和數(shù)據(jù)點(diǎn)的分簇，散點(diǎn)圖都很理想。如果數(shù)據(jù)集中包含非常多的點(diǎn)，那么散點(diǎn)圖便是最佳圖表類型之一。散點(diǎn)圖可以提供以下兩類關(guān)鍵信息：①變量之間是否存在數(shù)值或數(shù)量的關(guān)聯(lián)趨勢(shì)，以及關(guān)聯(lián)趨勢(shì)是線性還是非線性的。②如果有某一個(gè)點(diǎn)或者某幾個(gè)點(diǎn)偏離大多數(shù)點(diǎn)，也就是離群值，通過(guò)散點(diǎn)圖可以一目了然，從而可以進(jìn)一步分析這些離群值是否可能在建模分析中對(duì)總體產(chǎn)生很大影響。7.2.6使用Pyplot的pie()函數(shù)繪制餅圖餅圖可以比較清楚地反映出部分與部分、部分與整體之間的數(shù)量關(guān)系，易于比較直觀的顯示每組數(shù)據(jù)相對(duì)于總數(shù)的比例。餅圖適用于簡(jiǎn)單的占比比例圖，在不要求數(shù)據(jù)精細(xì)的情況適用，明確顯示數(shù)據(jù)的比例情況，尤其合適渠道來(lái)源分析等場(chǎng)景。餅圖用于顯示一個(gè)數(shù)據(jù)序列中各組成部分的大小與各組成部分總和的比例，以圓形代表研究對(duì)象的整體，以圓心為共同頂點(diǎn)的各個(gè)不同扇形顯示各組成部分在整體中所占的比例，一般可用圖例表明各扇形所代表項(xiàng)目的名稱及其所占百分比。數(shù)據(jù)序列每個(gè)分項(xiàng)具有唯一的顏色，并且與圖例中的顏色對(duì)應(yīng)。Pyplot子模塊中提供了pie()函數(shù)來(lái)繪制餅圖。7.2.7使用Pyplot的boxplot函數(shù)繪制箱形圖箱形圖（Box-plot）又稱為箱線圖、盒須圖、盒式圖，是一種用作顯示一組數(shù)據(jù)分布情況的統(tǒng)計(jì)圖。它不同于一般的折線圖、柱形圖或餅圖等傳統(tǒng)圖表，只是數(shù)據(jù)大小、占比、趨勢(shì)等等的呈現(xiàn)，其包含一些統(tǒng)計(jì)學(xué)的均值、分位數(shù)、極值等等統(tǒng)計(jì)量，因此，箱形圖信息量較大，不僅能夠分析不同類別數(shù)據(jù)平均水平差異（需在箱形圖中加入均值點(diǎn)），還能揭示數(shù)據(jù)間離散程度、異常值、分布差異等等。7.2.7使用Pyplot的boxplot函數(shù)繪制箱形圖箱形圖主要用于分析數(shù)據(jù)內(nèi)部的分布狀態(tài)或分散狀態(tài)，例如分布是否對(duì)稱，是否存在離散點(diǎn)，它能顯示出一組數(shù)據(jù)的上限、下限、中位數(shù)及上下四分位數(shù)，箱形圖還可以檢測(cè)這組數(shù)據(jù)是否存在異常值。箱形圖作為描述統(tǒng)計(jì)的工具之一，其主要功能如下：①了解數(shù)據(jù)的形狀。②判斷數(shù)據(jù)的偏態(tài)和尾重。③識(shí)別數(shù)據(jù)異常值。Pyplot子模塊中提供了boxplot()函數(shù)來(lái)繪制箱形圖。1．使用boxplot()函數(shù)默認(rèn)設(shè)置繪制箱形圖7.2.7使用Pyplot的boxplot函數(shù)繪制箱形圖2．使用boxplot()函數(shù)自定義設(shè)置繪制箱形圖這里使用boxplot()函數(shù)的自定義設(shè)置繪制80個(gè)1-100的隨機(jī)整數(shù)的箱形圖。3．使用boxplot()函數(shù)繪制3組正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)的箱形圖這里利用numpy庫(kù)生成3組正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)。代碼如下：importmatplotlib.pyplotaspltimportnumpyasnpall_data=[np.random.normal(0,std,100)forstdinrange(1,4)]figure,axes=plt.subplots()#得到畫(huà)板、軸axes.boxplot(all_data,patch_artist=True)#描點(diǎn)上色plt.show()7.2.7使用Pyplot的boxplot函數(shù)繪制箱形圖4．使用subplots()函數(shù)結(jié)合boxplot()函數(shù)的自定義設(shè)置繪制3組正態(tài)分布隨機(jī)數(shù)的箱形圖有時(shí)會(huì)有把多張圖放在同一行輸出的對(duì)比需求，這時(shí)只需指定plt.subplots()函數(shù)的nrows、ncols參數(shù)值，例如：想生成一個(gè)1×2的面板，即每一行放2張圖，只需設(shè)定nrows=1，ncols=2即可。當(dāng)然，還可以通過(guò)參數(shù)figsize指定圖形大小，例如figsize=(9,4)。7.2.8使用pyplot的hist()函數(shù)繪制直方圖直方圖是一種表示數(shù)據(jù)概率分布的常用可視化方法，NumPy提供的histogram()函數(shù)以數(shù)據(jù)集的形式表示一組數(shù)據(jù)的概率分布值。NumPy內(nèi)置的histogram()函數(shù)的語(yǔ)法格式如下：histogram(data,bins=10,range=None,normed=None,weights=None,density=False)7.2.8使用pyplot的hist()函數(shù)繪制直方圖histogram()函數(shù)的參數(shù)說(shuō)明如下：?data：表示要繪制的數(shù)組或數(shù)組的序列。?bins：表示使用int或str序列定義一個(gè)指定范圍內(nèi)的等寬框數(shù)，默認(rèn)值為10。?range：表示使用可選參數(shù)設(shè)置箱子的上下限。?normed：表示與density屬性相同的可選參數(shù)，對(duì)于不等的箱寬給出錯(cuò)誤的結(jié)果。?weights：為可選參數(shù)，定義與數(shù)據(jù)具有相同維度的權(quán)重?cái)?shù)組。?density：為可選參數(shù)，如果結(jié)果為False，則每個(gè)倉(cāng)中包含樣本數(shù)；如果結(jié)果為True，則倉(cāng)中包含概率密度函數(shù)。7.2.8使用pyplot的hist()函數(shù)繪制直方圖histogram()函數(shù)將數(shù)組data和bins作為兩個(gè)參數(shù)，其中bins數(shù)組的連續(xù)元素作為range區(qū)間的邊界值。histogram()函數(shù)有兩個(gè)返回值，分別是hist與bin_edges，分別代表直方圖高度值與range數(shù)值區(qū)間范圍，Matplotlib庫(kù)的pyplot子模塊的hist()函數(shù)以圖形形式表示數(shù)據(jù)集的頻率分析，即將一個(gè)輸入數(shù)組array和bins數(shù)組作為參數(shù)，并將其輸出為直方圖。7.2.9在同一畫(huà)布的不同區(qū)域繪制多個(gè)圖形1．使用subplot()函數(shù)在同一畫(huà)布的不同區(qū)域繪制多個(gè)子圖subplot()函數(shù)允許在同一畫(huà)布中的不同位置繪制多個(gè)圖像，可以理解為對(duì)畫(huà)布按行、列分割，subplot()函數(shù)的語(yǔ)法格式如下：subplot(nrows,ncols,index,**kwargs)subplot()函數(shù)函數(shù)的常用參數(shù)說(shuō)明如下：?nrows：表示規(guī)劃區(qū)域的行數(shù)。?ncols：表示規(guī)劃區(qū)域的列數(shù)。?index：表示選擇區(qū)域的索引值，默認(rèn)從1開(kāi)始編輯7.2.9在同一畫(huà)布的不同區(qū)域繪制多個(gè)圖形1．使用subplot()函數(shù)在同一畫(huà)布的不同區(qū)域繪制多個(gè)子圖subplot()函數(shù)使用3個(gè)整數(shù)描述子圖的位置信息，將整個(gè)繪圖區(qū)域分成nrows行和ncols列，然后從左到右，從上到下的順序?qū)γ總€(gè)子區(qū)域進(jìn)行編號(hào)1、2、3……N，左上的子區(qū)域的編號(hào)為1、右下的區(qū)域編號(hào)為N，編號(hào)可以通過(guò)參數(shù)index來(lái)設(shè)置，子圖將分布在設(shè)定的索引位置上。例如，plt.subplot(2,3,5)表示子圖位于2行3列中的第5個(gè)位置上。7.2.9在同一畫(huà)布的不同區(qū)域繪制多個(gè)圖形2．使用subplots()函數(shù)一次繪制多個(gè)子圖使用pyplot子模塊的subplots()函數(shù)可以在規(guī)劃好的區(qū)域中一次繪制多個(gè)子圖。subplots()函數(shù)的語(yǔ)法格式如下：matplotlib.pyplot.subplots(nrows=1,ncols=1,*,sharex=False,sharey=False,**kwargs)7.2.9在同一畫(huà)布的不同區(qū)域繪制多個(gè)圖形2．使用subplots()函數(shù)一次繪制多個(gè)子圖subplots()函數(shù)參數(shù)說(shuō)明如下：?nrows：默認(rèn)為1，設(shè)置圖表的行數(shù)。?ncols：默認(rèn)為1，設(shè)置圖表的列數(shù)。?sharex、sharey：設(shè)置x、y軸是否共享屬性，默認(rèn)值為f