Python數(shù)據(jù)分析與可視化 教案 第5-6章 51 繪圖設(shè)置與簡單繪圖

Python數(shù)據(jù)分析與可視化教案

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課題5.1繪圖設(shè)置與簡單繪圖課型講練

授課班級大數(shù)據(jù)授課時數(shù)2

1.能夠創(chuàng)建繪圖窗口及其子圖。

2.能夠?qū)L圖窗口進行各種屬性設(shè)置。

教學目標

3.能夠設(shè)置圖形的reParams參數(shù)。

4.能夠利用plot進行簡單繪圖。

1.能夠?qū)L圖窗口進行各種屬性設(shè)置。

教學重點

2.能夠利用plot進行簡單繪圖。

教學難點1.能夠設(shè)置圖形的reParams參數(shù)。

本次課是繪圖的第一次課，所以本次課是繪圖這一章的基礎(chǔ)內(nèi)容，學號

學情分析

本次課對于本章的學習至關(guān)重要。

在繪制各種圖形之前，一般需要設(shè)置繪圖的各種參數(shù)，這是繪圖的基礎(chǔ)。每一幅

圖的繪制都涉及不少參數(shù)，雖然這些參數(shù)大多都有默認值，但是也有一些參數(shù)必須手

動設(shè)置，才能更好輔助繪制圖形。

一、繪圖設(shè)置

1.導入繪圖庫

繪制圖形之前，一般需要導入matplotlib庫中的pyplot模塊，其一般方法為：

importmatplotlib.pyplotaspit

2.創(chuàng)建與顯示繪圖窗口

創(chuàng)建畫布的主要作用是構(gòu)建出一張空白的繪圖窗口(figure),其一般方法為：

plt.figure(figsize=(len,wid))

其中，len表示繪圖窗口的長度，wid表示繪圖窗口的寬度。

創(chuàng)建的繪圖窗口只有顯示以后，才能看到，顯示繪圖窗口的一般方法為：

plt.show()

示例代碼如下：

importmatplotlib.pyplotaspit

plt.figure(figsize=(6,4))#創(chuàng)建一個6*4的空白繪圖窗口

plt.show()#顯示繪圖窗口

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

\Figure1一□X

?W6中Q三Y目

圖5-*創(chuàng)建繪圖窗口示例結(jié)果

【結(jié)果分析】因為是創(chuàng)建的第一個繪圖窗口，所以默認名稱為Figure1?示例

代碼中如果缺少pit.showO,則不會顯示該繪圖窗口。

3.創(chuàng)建子圖

在matplotlib中，整個圖像為一個Figure對象。在Figure對象中可以包含一個或

者多個Axes對象，每個Axes對象相當于一個子圖了。在繪圖時，可以選擇是否將整

個繪圖窗口劃分為多個子圖(Axes),方便在同一幅圖上繪制多個子圖。

利用subplot可以將當前繪圖窗口(figure)劃分為按行列編號的多個矩形窗格，

每一個矩形窗格都對應一個子圖。創(chuàng)建子圖的方法主要有兩種，一種是分步添加子圖

再分別填充子圖，另一種是一次創(chuàng)建多個子圖，再選取其中的子圖進行填充。

(1)分步添加子圖

在matplotlib中，可以利用add_subplot逐一創(chuàng)建子圖，其一般方法為：

fig=plt.figure()#利用plt.figure。創(chuàng)建繪圖窗口并命名為fig

ax=fig.add_subplot(m,n,k)#添加編號為k的子圖

其中，m表示繪圖窗口分為m行，n表示繪圖窗口分為n歹U，k表示創(chuàng)建的子圖

編號。

示例代碼如下：

fig=plt.figure(figsize=(6,4))#利用pltfgure。創(chuàng)建繪圖窗口并命名為fig

ax1=fig.add_subplot(1,2,1)

ax2=fig.add_subplot(1,2,2)

plt.show()

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

圖5-*創(chuàng)建繪圖窗口示例結(jié)果

(2)創(chuàng)建多個子圖

在matplotlib中，可以利用subplots一次創(chuàng)建多個子圖，其一般方法為：

fig,axes=plt.subplots(m,n)

ax=axes[i,j]

其中，m和n表示將繪圖窗口分割為m行n列矩形子窗口，使用時需要保證m

和n都要大于1。i和j分別表示在矩形子窗口中的行列位置，并且行與列編號都是從

0開始編號。

示例代碼如下：

fig,axes=plt.subplots(2,3)#創(chuàng)建2行3列的繪圖窗口

axl=axes[O,l]

ax2=axes[l,2]

plt.show()

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

AFigure1-□X

今G6+Q三廿區(qū)

0.00.51.00.00.51.00.00.51.0

圖5-*創(chuàng)建繪圖窗口示例結(jié)果

創(chuàng)建子圖時，如需要同時編輯所有子圖，還可以利用循環(huán)語句進行編輯，其一般

方法為：

fig,axes=plt.subplots(m,n)

ax=axes.ravel()

foriinrange(k):

ax[i]

4.設(shè)置繪圖窗口屬性

繪圖窗口是繪圖的主體部分，繪圖窗口屬性包括標題，坐標軸名稱、坐標軸刻度

等，設(shè)置繪圖窗口屬性與繪制圖形是并列的，沒有先后順序。一般來說，可以先繪制

圖形，再設(shè)置繪圖窗口屬性。繪圖窗口屬性如表5-*所示。

表5-*繪圖窗口屬性表

屬性名稱說明

plt.title表示添加標題。

plt.legend表示顯示圖例。

plt.xlabel表示添加X軸名稱。

plt.ylabel表示添加y軸名稱。

plt.xlim表示指定X軸的范圍。

plt.ylim表示指定y軸的范圍。

plt.xticks表示指定X軸刻度的數(shù)目與取值。

plt.yticks表示指定y軸刻度的數(shù)目與取值。

plt.axvline表示添加X軸輔助線。

plt.axhline表示添加y軸輔助線。

plt.text表示添加文本標注，常用來添加數(shù)據(jù)標簽。

【說明】

(1)在設(shè)置標題、坐標軸等含有字符信息時，如果需要顯示中文字符，需要使

用reParams參數(shù)。

(2)在設(shè)置圖例時，可以利用參數(shù)loc控制圖例的位置，如loc='upperright'

表示圖例在上方靠右位置，“l(fā)oc=lowercenter"表示圖例在下方居中位置。默認

是上方靠右位置。

(3)利用pit.xlim和pit.ylim添加設(shè)置x軸與y軸范圍時，需要將范圍寫進

列表中，如pIt.xIim([0,10])表示x軸的范圍為。到10。

(4)利用pit.xticks和pit.yticks添加x軸與y軸刻度時，需要將一系列刻

度都寫進列表中，并且用逗號隔開。如plt.xticks([0,2,4,6,8,10])表示在x軸顯

示刻度0,2,4,6,8,10,如果刻度較為規(guī)律，可以利用np.arange進行創(chuàng)建。

(5)利用pit.axvIine(coIor,IinestyIe)與pit.axhIine(coIor,IinestyIe)

添加x軸和y軸輔助線時，參數(shù)color表示輔助線的顏色，參數(shù)IinestyIe表示輔助

線的類型。

(6)利用pit.text(x,y,string)添加文本標注時，參數(shù)x、y表示文本標注的

位置，即文本標注的橫坐標與縱坐標，string表示添加的說明文字。

(7)子圖的繪圖屬性與窗口的繪圖屬性略有不同，子圖的繪圖屬性只需要在窗

口的繪圖屬性之前加set_即可，如設(shè)置子圖的標題可用set_ti11eo

示例代碼如下：

plt.figure(figsize=(6,4))#創(chuàng)建一個6*4的繪圖窗口

plt.title("title")#添加標題“title”

plt.ylabel("ylabel")#添加y軸標題“ylabel”

plt.xlim([0,10J)#將x軸范圍設(shè)為0到10

plt.xticks([0,2,4,6,8,10])#將x軸刻度設(shè)為0,2,4,6,8,10

plt.show()

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

\Figure1—□X

#+Q三2E)

title

1.0---------------------------------------------------------------------------------------------------------

0.8-

0.6-

e

A

0.4■

0.2■

0.0--------------------1--------------------1--------------------1--------------------1--------------------

0246810

圖5-*創(chuàng)建繪圖窗口示例結(jié)果

5.設(shè)置圖形的reParams參數(shù)

pyplot可以使用reParams參數(shù)修改圖形的各種默認屬性，包括窗體大小、每英寸

的點數(shù)、線條寬度、顏色、樣式、坐標軸、網(wǎng)絡屬性、字體等。reParams參數(shù)可以在

Python的交互環(huán)境中動態(tài)修改屬性，參數(shù)修改后，繪圖時默認參數(shù)就會改變。設(shè)置圖

形的reParams參數(shù)如表5-*所示。

表5-*圖形的reParams參數(shù)表

參數(shù)名稱說明

figure.figsize表示窗口的大小。

表示圖像顯示的中文字體，SimHei表示黑體，KaiTi表示楷體，

font.sans-serif

FanfSong表示仿宋。

lines.linewidth表示線寬。

表示線的類型。可取、和“:”四種，默認

lines.linestyle

為。

axes.unicode_minu表示是否顯示負數(shù)，F(xiàn)alse表示顯示負數(shù)。

s

font.size表示字體的大小。

text.color表示文本的顏色。

【說明】

(1)在圖形中輸入中文字符時，一定要使用參數(shù)font,sans-serif,如

pit.reParams['font,sans-serif']二「SimHei']就表示輸入中文為黑體，如果不適

用該參數(shù)，則在圖形中輸入中文時，會顯示□□□□□等缺省符。

(2)lines,linestyle表示線型類型，默認為實線，如需修改為虛線，可用

p11.rcParams['Iines.IinestyIe']='-'o

(3)color參數(shù)在繪圖中使用較為廣泛，既可以表示文本顏色，又可以表示點

或線的顏色。顏色種類有很多，如“k”表示黑色，“g”表示綠色，“r”表示紅色，

“b”表示藍色，“yellow”表示黃色，“orange”表示橙色，"grey”表示灰色，

“brown”表示棕色,“yellowgreen”表示黃綠色、“skyblue”表示天藍色，

“l(fā)ightyellow”表示淡黃色、“darkorange”表示深橙色等。顏色參數(shù)具體設(shè)置可

參考附錄1。

示例代碼如下：

plt.figure(figsize=(6,4))#創(chuàng)建一個6*4的繪圖窗口

pk.rcParamsrfont.sans-serif1]=fSimHei*]#設(shè)置中文字體

plt.rcParams('axes.unicode_minus']=False#顯示負數(shù)

plt.rcParams['font.size'J=20#顯示字體大小

plt.rcParams['text.color']=T#顯示字體顏色

pit.title。標題")#將標題設(shè)為“title”

plt.xticks(l-2,-l,0J,2J)#設(shè)置x軸刻度

plt.show()

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

\Figure1-□X

備G"+Q三2IS

1.0,__________________________________

0.8

0.6

0.4

0.2

圖5-*設(shè)置圖形的rc參數(shù)示例結(jié)果

二、簡單繪圖

在matplotlib中，可以使用通用的plot函數(shù)針對DataFrame繪制簡單圖形，如折

線圖、柱形圖、條形圖等。

1.利用plot函數(shù)繪制Series圖形

利用plot函數(shù)繪制Series圖形的一般方法為：

Series.plot(kind,color)

其中，參數(shù)kind表示繪圖的類型，kind=line表示折線圖，“bar”表示柱形圖，

“barh”表示條形圖。color表示繪圖對象的顏色。

2.利用plot函數(shù)繪制DataFrame圖形

利用plot函數(shù)繪制DataFrame圖形的一般方法為：

DataFrame.plot(kind,color)

其中，kind表示繪圖的類型，kind=line表示繪制折線圖，kind=bar表示繪制柱形

圖，kind=barh表示繪制條形圖。color表示繪圖對象的顏色。

任務實訓

任務1：創(chuàng)建Series數(shù)據(jù)data1,datal的數(shù)據(jù)為90、85、95、90,其對應的index

為“001”、“002”、“003”、為04”,根據(jù)datal,完成：

(1)利用reParams參數(shù)設(shè)置繪圖窗口的大小為12*8,設(shè)置中文字體為黑體。

(2)在第1個子圖中，繪制柱形圖，柱狀的顏色為天藍，添加圖表標題“數(shù)學

成績”，利用np.arange生成y軸刻度0、10、20、30、…、100,在y軸90的位置，

添加輔助線，輔助線為紅色虛線。

(3)在第2個子圖中，繪制條形圖，柱狀的顏色為天藍，添加圖表標題“數(shù)學

成績”，利用np.arange生成x軸刻度0、10、20、30、…、100,在x軸90的位置，

添加輔助線，輔助線為紅色虛線。

具體代碼如下：

importpandasaspd

importnumpyasnp

datal=pd.Series([90,85,95,80],index=['00r,,002','003','004'])#創(chuàng)建Series

fig=plt.figure(figsize=(12,8))

plt.rcParamslfont.sans-serifJ=[^imHei1]

fig.add_subplot(1,2,1)

data1.plot(kind=,bar,,color=,skyblue')#繪制柱形圖

plLtitl式數(shù)學成績)#添加標題

plt.yticks(np.arange(0,101,10))#利用np生成序列作為y軸的刻度

plt.axhline(90,linestyle=,-,,color=,darkorange,)#添加y軸輔助線

fig.add_subplot(l,2,2)

datal.plot(kind=,barh,,color="skyblue')#繪制柱形圖

pll.titleC數(shù)學成績)#添加標題

plt.xticks(np.arange(0,101,10))#利用np生成序列作為x軸的刻度

plt.axvline(90,linestyle=,-,,color=,darkorange,)#添力口x軸輔助線

plt.show()

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

\Figure1-□x

中Q三2El

數(shù)學成績

8§8

圖5-*任務1輸出結(jié)果

任務2：創(chuàng)建DataFrame數(shù)據(jù)data2,data2包含4行3歹！J,3列的列名分別為“數(shù)

學”、“語文”、“英語”，4行的index分別為“001”、“002”、“003”、“004”,

data2如表5-*所示。

表5-*任務2數(shù)據(jù)源

index數(shù)學語文英語

0019095100

002858595

003959090

004808585

根據(jù)data2,完成：

（1）利用reParams參數(shù)設(shè)置繪圖窗口的大小為12*8,設(shè)置中文字體為黑體。

(2)繪制條形圖，三個條形的顏色分別為“紅色”、“綠色”、“橙色”。

(3)添加標題為“成績統(tǒng)計”，圖例位于上部靠右位置。

具體代碼如下：

diet=/數(shù)學成績.90,85,95,80]；語文成績，:[95,85,90,85/英語成績

’:口00,95,90,85]}

data2=pd.DataFrame(dict,index=[,001\,002\'003\,004,J)

plt.rcParams['figure,figsize1]=(12,8)

plt.rcParamsfTont.sans-serif]=「SimHei']

data2.plot(kind=,barh,,color=l'r,,,g,,'orange1])

plt.title("考試成績”)

plt.legend(loc=*upperright1)

plt.show()

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

XFigure1

科G)*Q三匕a

考試成紈

004

aa

002

(01

圖5-*任務1輸出結(jié)果

鞏固訓練

創(chuàng)建Series,數(shù)據(jù)為641、578、612、561,739,其對應的index為“周一”、“周

二”、“周三”、“周四”、“周五”，完成：

(1)利用reParams參數(shù)設(shè)置繪圖窗口的大小為8*8,設(shè)置中文字體為黑體。

(2)繪制折線圖，柱狀的顏色為紅色。

(3)添加圖表標題“周一到周五平均營業(yè)額”。

課題5.2繪制柱形圖課型講練

授課班級大數(shù)據(jù)授課時數(shù)2

1.能夠根據(jù)數(shù)據(jù)繪制簡單柱形圖。

教學目標2.能夠根據(jù)數(shù)據(jù)繪制多重柱形圖。

3.理解數(shù)據(jù)標簽的添加方法。

1.能夠根據(jù)數(shù)據(jù)繪制簡單柱形圖。

教學重點

2.能夠根據(jù)數(shù)據(jù)繪制多重柱形圖。

教學難點1.理解數(shù)據(jù)標簽的添加方法。

本次課是繪圖這一章學的第一種繪制圖形，學好本次課有助于后面一些

學情分析

圖形的學習，比如條形圖與柱形圖就有很多類似的地方，只是圖形方向不同。

各種統(tǒng)計圖表中，柱形圖是常用圖形之一，柱形圖是用柱形來顯示數(shù)據(jù)，并且柱

形的長度與數(shù)據(jù)值成比例。

一、繪制柱形圖

柱形圖可以用于顯示一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)變化或顯示各項之間的比較情況，柱狀圖

一般用于描述分類型數(shù)據(jù)，每根柱子寬度固定，柱子之間會有間距。

在柱形圖中，一般將分類型字段設(shè)為橫坐標，而將統(tǒng)計值設(shè)為縱坐標。比如在比

較不同班級的數(shù)學平均分時，就可以繪制柱形圖，其中班級就是分類字段可作為橫坐

標，數(shù)學成績的平均值就是統(tǒng)計值可作為縱坐標。

柱形圖根據(jù)每個X刻度上面對應的柱形的數(shù)量，可以分為簡單柱形圖和多重柱形

圖。如果每個X刻度上面只有一個柱形就是簡單柱形圖，就如之前不同班級的數(shù)學平

均分。如果每個X刻度上面有多個柱形就是多重柱形圖，如不同班級的數(shù)學、語文、

英語平均分，一個班級就是一個X刻度，而這個X刻度上對應三個柱形，分別代表這

個班級的數(shù)學、語文、英語平均分。

在pyplot模塊中，plot(kind=bar)可以針對Series或DataFrame繪制柱形圖，但是

其參數(shù)較少，只能用于簡單繪圖。如果要繪制更為復雜的柱形圖，可以使用繪圖pyplot

模塊提供的柱形圖繪制函數(shù)bar,其一般用法為：

plt.bar(x,height,width,color,edgecolor,label)

其中，各參數(shù)的作用如下：

x表示x軸對應數(shù)據(jù)的列表。

height表示柱子的高度，即表示y軸對應數(shù)據(jù)的列表。

width表示柱子的寬度。

color表示柱子的顏色。

edgecolor表示柱子邊框的顏色。

label表示圖例的內(nèi)容，用于解釋每個柱形的含義，這個參數(shù)在繪制多重柱形圖

時作用較為明顯，因為可以用不同的顏色區(qū)分不同的柱形。

1.繪制簡單柱形圖

繪制簡單柱形圖時.，可以直接使用bar函數(shù)進行繪制.

示例代碼如下：

importpandasaspd

importmatplotlib.pyplotaspit

,,,,,,,

dict={a':[A'；B',C'],b':[95,85,90],'c':[60,65,70],'d:[100,80,90](e:[65,70,75]}

data=pd.DataFrame(dict)

print(data)

plt.rcParams['font.sans-serif']:=['SimHei']

x=datafa']

height=data['b']

width=0.4

plt.bar(x,height,width,color='darkorange,,edgecolor=,b')

plt.title("b列統(tǒng)計")

plt.show()

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

*Figure1—□X

倩66中Q三〃目

圖5-*繪簡單柱形圖示例結(jié)果2

【結(jié)果分析】在柱形圖中，每個柱狀的刻度恰好是柱形的中間位置，如5-*中的

x軸刻度A、B、C?而在matplotlib中，當繪制完柱形圖之后，由于沒有數(shù)據(jù)標簽，

所以顯示效果往往不是很好。此時，可以使用pit.text的方法加以添加，此部分內(nèi)

容會在第三部分詳細闡述。

2.繪制多重柱形圖

繪制多重柱形圖，需要在每個x刻度上面畫出多個柱形，這一過程分可以多次完

成。第1次先確定第1個柱形的數(shù)字刻度位置，然后在此刻度位置基礎(chǔ)上再增加一個

柱形寬度后，就是第2個柱形的數(shù)字刻度位置，以此類推，如圖5-*所示。

圖5-*多重柱形圖刻度位置設(shè)置

如果最后需要顯示文本刻度，可以利用plt.xticks將數(shù)字刻度轉(zhuǎn)換為文本刻度。

示例代碼如下：

importnumpyasnp

plt.rcParamsl'figure.figsize'J=(10,8)

plt.rcParams['font.sans-serif]=['SimHei']

x=np.arange(1,4)#設(shè)置x軸刻度為1,2,3

height1=data['c']

height2=data['d']

heights=data['e']

width=0.2#設(shè)置柱形的寬度為0.2

plt.rcParams[,font.sans-serif]=[,SimHei']

pll.bar(x,heightl,width,color='darkorange',edgecolo^'grey'Jabe^'c歹小)

#根據(jù)c列繪制第1組系列柱形

plt.bar(x+width,height?,width,coloi-'yellowgreen\edgecolo^'greyjabe^'d列)

#根據(jù)d列繪制第2組系列柱形

plt.bar(x+2*width,height3,width,color='skyblue',edgecolor='grey',label='e列')

#根據(jù)e列繪制第3組系列柱形

plt.legend(loc=,upperright')#在右上方顯示圖例

plt.title("c歹J1、d列、e列統(tǒng)計”)

plt.show()

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

XFigure1-OX

#4+Q三2E)

圖5-*創(chuàng)建多重柱形圖示例結(jié)果

根據(jù)數(shù)字刻度繪制多重柱形圖后，還需要將數(shù)字刻度［123］轉(zhuǎn)換為a列的文本刻

度此時就需要確定新刻度的位置。新刻度「A"BrC'］應放在第2組系列柱

形的中間位置，即刻度［123］右側(cè)一個柱形寬度位置。

在繪制多重柱形圖的適當位置增加一行代碼plt.xticks(x+width,data［1a'］),就可以

將數(shù)字刻度轉(zhuǎn)換為文本刻度。

示例代碼如下：

plt.xticks(x+width,dataf'a'］)#將x軸刻度重新設(shè)為a列數(shù)據(jù)

plt.legend(loc='upperright')

plt.tiUe("c列、d列、e列統(tǒng)計")

plt.show()

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

KFigure1-□X

育G今+Q三2E)

圖5-*x軸刻度轉(zhuǎn)化示例結(jié)果

二、添加數(shù)據(jù)標簽

比如在柱形圖中，默認的圖形只有光禿禿的柱子，這樣就使得圖形好像缺少一些

元素，此時就可以根據(jù)需要添加數(shù)據(jù)標簽。

1.添加簡單柱形圖的數(shù)據(jù)標簽

添加柱形圖的數(shù)據(jù)標簽時，首先確定柱子對應的數(shù)據(jù)標簽，然后在柱子上方添加

該柱子的數(shù)據(jù)標簽，如圖5-*所示。

以3個柱狀的柱形圖為例，數(shù)據(jù)標簽的位置可以比每個柱子的實際高度略高，設(shè)

置柱形圖數(shù)據(jù)標簽可以使用text函數(shù)，該函數(shù)有3個參數(shù)，分別是數(shù)據(jù)標簽橫坐標、

數(shù)據(jù)標簽縱坐標、數(shù)據(jù)標簽顯示值。添加簡單柱形圖數(shù)據(jù)標簽的一般方法為：

x=[xl,x2,x3]#設(shè)置數(shù)據(jù)標簽的橫坐標

height=[height1,height2,height3]#設(shè)置數(shù)據(jù)標簽的縱坐標

fori,jinzip(x,height):

plt.text(i,j+Ah,j)

其中，在plt.text函數(shù)中，第1個參數(shù)i表示數(shù)據(jù)標簽的橫坐標，使用時也可以

根據(jù)實際情況右移一點位置Aw,以保證添加的數(shù)標簽處于條形圖右側(cè)的Aw位置，如

i+0.5表示在每個條形的右側(cè)0.5的位置設(shè)置數(shù)據(jù)標簽。第2個參數(shù)j表示數(shù)據(jù)標簽的

縱坐標，使用時也可以根據(jù)實際情況下移一點位置，以保證添加的數(shù)標簽處于垂直居

中位置。第3個參數(shù)i表示顯示出來的數(shù)據(jù)標簽的值，即每一個條形的實際長度。使

用pit.text時，前兩個參數(shù)表示添加數(shù)據(jù)標簽位置，需要用數(shù)值型數(shù)據(jù)。

示例代碼如下：

importnumpyasnp

x=np.arange(l,4)

dict={'"：rA；B,C]b:[95,85,90],'c':[60,65,70],d:[100,80,90],2:[65,70,75]}

data=pd.DataFrame(dict)

print(data)

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

Run:5-2

>C:\Users\liliang\Anaconda3\python.exeC:/Users/liliang/PycharmProjects/sjfx/5-2.py

abcde

0A956010065

■>rp1B85658070

“二zl2C90709075

7Processfinishedwithexitcode°

圖5-*添加簡單柱形圖的數(shù)據(jù)標簽示例結(jié)果1

示例代碼如下：

height=data['b']

width=0.4

plt.bar(x,height,width)

fori,jinzip(x,height):

plt.text(i-0.08,j+2,j,coloi-'r',size=15)

#數(shù)據(jù)標簽左移0.08,可以使得數(shù)據(jù)處于水平居中位置

#數(shù)據(jù)標簽上移2,可以使得數(shù)據(jù)位于柱形上方的2個單位高度

#數(shù)據(jù)標簽的文本顏色設(shè)為紅色

#數(shù)據(jù)標簽的文本大小顏色設(shè)為15

plt.xticks(x,data['a'])

plt.show()

圖5-*添加簡單柱形圖數(shù)據(jù)標簽示例結(jié)果2

2.添加復雜柱形圖的數(shù)據(jù)標簽

添加復雜柱形圖的數(shù)據(jù)標簽與添加簡單柱形圖的數(shù)據(jù)標簽類似，只是添加的時

候，重點注意橫坐標和縱坐標的變化即可。

示例代碼如下：

plt.rcParamst^gure.figsize'J=(12,8)

x=np.arange(l,4)

print(type(x))

height!=datafc']

height?=data「d']

height3=datafe1]

width=0.2#設(shè)置柱形的寬度為0.2

plt.bar(x,height1,width,color='darkorange,,edgecolor='grey')

plt.bar(x+width,height2,width,color='yellowgreen',edgecolor='grey')

plt.bar(x+2*width,height3,width,color='skyblue',edgecolor=,grey,)

fori,jinzip(x,heightl):

plt.text(i-0.05,j4-2,j,color=,r\size=15)

fori,jinzip(x+width,height2):

plt.text(i-0.05,j+2,j,color=,r',size=15)

fori,jinzip(x+2*width,height3):

plt.text(i-0.05,j+2,j,color='r,,size=15)

plt.xticks(x+width,data[,a'])

plt.show()

輸出結(jié)果如所看_________________________________________

KFigure1-OX

?<-->+Q三NB

圖5-*添加多重柱形圖數(shù)據(jù)標簽示例結(jié)果

鞏固訓練

創(chuàng)建DataFrame數(shù)據(jù)data,data包含4行3列，記錄了蘇州、青島、廈門3個城

市的GDP（單位：億元），如表5-*所示。

表5-*練習數(shù)據(jù)源

index蘇州重慶杭州

2017年170001953012556

2018年186972036313500

2019年193002360515373

完成：

(1)繪制多重柱形圖，年份為橫坐標，各個城市的GDP為縱坐標。

(2)在多重柱形圖中，添加各個城市GDP的數(shù)據(jù)標簽。

課題5.3繪制條形圖課型講練

授課班級大數(shù)據(jù)授課時數(shù)2

1.能夠根據(jù)數(shù)據(jù)繪制條形圖。

教學目標

2.能夠根據(jù)子圖繪制多個條形圖。

教學重點L能夠根據(jù)數(shù)據(jù)繪制條形圖。

教學難點1.能夠根據(jù)子圖繪制多個條形圖。

條形圖和柱形圖的畫法類似，只是方向不同，之前學習的柱形圖的學習

學情分析

有助于本次課的學習。

各種統(tǒng)計圖表中，條形圖與柱形圖類似，兩者都用于比較多個數(shù)據(jù)，只是兩者區(qū)

別在于圖形的方向，柱形圖面向垂直方向，條形圖面向水平方向。條形圖又稱橫向柱

形圖，當坐標軸刻度取值較多且名稱又較長時，可以考慮使用條形圖，因為條形圖能

夠橫向布局，方便展示較長的坐標軸刻度值。

一、直接繪制條形圖

1.繪制條形圖

pyplot模塊提供了條形圖繪制函數(shù)barh,其一般用法為：

plt.barh(y,height,width,color,edgecolor,label)

其中，各參數(shù)的作用如下：

y表示y軸對應數(shù)據(jù)的列表。

width表示條形的長度。

height表示條形的寬度。

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，用于解釋每個條形的含義，這個參數(shù)在繪制多重條形圖

時作用較為明顯，因為可以用不同的顏色區(qū)分不同的條形。

示例代碼如下：

importpandasaspd

importmatplotlib.pyplotaspit

diet={'a':『A',B,'C'],'b':[95,85,90],'c':[60,65,70],d:[100,80,90],'e':[65,70,75]}

data=pd.DataFrame(dict)

print(data)

plt.rcParams['font.sans-serif]=[,SimHei']

y=data['a*]

width=dataf'b1]

height=0.4

plt.barh(y,width,height,color=,darkorange',edgecolor=,b,)

plt.title("b列統(tǒng)計")

plt.show()

輸出結(jié)果1如圖5-*所示。

Run:。5-3

CC:\Users\liliang\Anaconda3\python.exeC:/Users/liliang/PycharmProjects/sjfx/5-3.py

abcde

0A956010065

?51B85658070

U2C90709075

X二

.

?

圖5-*簡單柱形圖示例結(jié)果1

輸出結(jié)果2如圖5-*所示。

\Figure1□X

伊66+Q=2目

9］統(tǒng)計

020O6080

圖5-*簡單條形圖示例結(jié)果2

2.添加數(shù)據(jù)標簽

添加條形圖的數(shù)據(jù)標簽時，首先確定條形對應的數(shù)據(jù)標簽，然后在條形右側(cè)添加

該條形的數(shù)據(jù)標簽，如圖5-*所示。

圖5-*數(shù)據(jù)標簽添加位置

以3個條形的條形圖為例，數(shù)據(jù)標簽的位置比每個條形長度略靠右，設(shè)置條形圖

數(shù)據(jù)標簽的一般方法為：

width=[width1,wedth2,width31#設(shè)置每個條形的橫坐標

y=[yl,y2,y3]#設(shè)置每個條形的縱坐標

fori,jinzip(width,y):

plt.text(i+Aw,j,i)

其中，在plt.text函數(shù)中，第1個參數(shù)i表示數(shù)據(jù)標簽的橫坐標，即條形的長度

width,使用時也可以根據(jù)實際情況右移一點位置Aw,以保證添加的數(shù)標簽處于條形

圖右側(cè)的Aw位置，如i+0.5表示在每個條形長度的右側(cè)0.5的位置設(shè)置數(shù)據(jù)標簽。第

2個參數(shù)j表示數(shù)據(jù)標簽的縱坐標，使用時也可以根據(jù)實際情況下移一點位置，以保

證添加的數(shù)標簽處于垂直居中位置。第3個參數(shù)i表示顯示出來的數(shù)據(jù)標簽的值，即

每一個條形的實際長度。使用plt.text時，前兩個參數(shù)表示添加數(shù)據(jù)標簽位置，需要

用數(shù)值型數(shù)據(jù)。

示例代碼如下：

importnumpyasnp

plt.rcParams['figure.figsize']=(10,6)

plt.rcParams[,font.sans-serif]=[,SimHei']

y=np.arange(l,4)#設(shè)置y軸刻度為1,2,3

width=dataf'b1]

height=0.4

plt.barh(y,width,height,color=,darkorange\edgecolor=,b')

plt.title(nb列統(tǒng)計”)

fori,jinzip(width,y):

plt.text(i+2,j-0.05,i,color='r,,size=15)

#數(shù)據(jù)標簽右移2,可以使得數(shù)據(jù)位于條形右側(cè)的2個單位長度

#數(shù)據(jù)標簽下移0.05,可以使得數(shù)據(jù)處于垂直居中位置

#數(shù)據(jù)標簽的文本顏色設(shè)為紅色y

#數(shù)據(jù)標簽的文本大小顏色設(shè)為15

plt.yticks(y,data['a'])#將y軸刻度重新設(shè)為a列數(shù)據(jù)

plt.show()

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

\Figure1-□X

#+Q三廿EI

圖5-*添加條形圖數(shù)據(jù)標簽示例結(jié)果

二、利用數(shù)據(jù)分組繪制條形圖

繪制統(tǒng)計圖時，除了可以直接繪制以外，也常常需要先對數(shù)據(jù)進行分組統(tǒng)計后，

再根據(jù)統(tǒng)計繪制圖。這種方法幾乎在所有統(tǒng)計圖中均可以使用，下面以條形為例加以

說明。

示例代碼如下：

importnumpyasnp

diet={'a':[l,2,3,3,2,1,1,2,3]；b':np.arange(60,101,5)；c,:np.arange(l00,59,-5))

data=pd.DataFrame(dict)

data['a']=data['a'].replace({l:'l班',2:2班',3:3班'})#將a列中的1、2、3分

別替換為1班、2班、3班

print(data)

輸出結(jié)果1如圖5-*所示。

Run:5-3

>C:\Users\liliang\Anaconda3\python.exeC:/Users八iliang/Pychar?Projects/sjfx/5-3.py

abC

01班60100

■方12班6595

23班7690

*.33班7585

.42妞8080

151W8575

69070

72班9565

83班10060

Processfinishedwithexitcode0

圖5?*利用數(shù)據(jù)分組繪制條形圖示例結(jié)果1

示例代碼如下：

group=data.groupby(by=,a,)[,b,].mean()#按a列分組再計算b列的平均值

group=round(group,0)#統(tǒng)計結(jié)果按照四舍五入顯示整數(shù)

print("按a列分組再計算b列的平均值的結(jié)果為:\n”,group)

輸出結(jié)果2如圖5-*所示。

Run:S-3

AC:\Users\liliang\Anaconda3\python.exeC:/Users/liliang/PychannProjects/sjfx/5-3.py

按a外分姐再計算b列的平均值的結(jié)果為：

a

二m1班78.0

2班80.0

*二退82°

Name:b,dtype:float64

Processfinishedwithexitcode0

圖5-*利用數(shù)據(jù)分組繪制條形圖示例結(jié)果2

示例代碼如下：

plt.rcParams['figure,figsize']=(10,6)

plt.rcParams[,font.sans-serif]=['SimHei,]

y=group.index

width=group

height=0.4

plt.barh(y,width,height,color=,darkorange',edgecolor=,b')

plt.title("按a列分組再計算b列的平均值")

plt.show()

輸出結(jié)果3如圖5-*所示。

\Figure1-OX

??6+Q三2El

圖5-*利用數(shù)據(jù)分組繪制條形圖示例結(jié)果3

任務實訓

任務1：利用read_csv導入鶯尾花數(shù)據(jù)集iris.csv數(shù)據(jù)(iris.csv存放在c:\data路

徑中)，并命名為datal,完成：

⑴按"Iris-type"列分組，再計算“Sep_wid”列的平均值，結(jié)果保留2位小

數(shù)，查看分組統(tǒng)計結(jié)果。

(2)根據(jù)分組統(tǒng)計結(jié)果繪制條形圖，顯示標題“不同類別鶯尾花的平均花萼寬

度條形圖”，并將標題文字顏色設(shè)為藍色，大小設(shè)為20,添加數(shù)據(jù)標簽，數(shù)據(jù)標簽

文字顏色設(shè)為紅色，大小設(shè)為15,添加x軸輔助線，輔助線的值為"Sep_wid”列的

總體平均值，輔助線的線型為點虛線，輔助線的顏色為灰色。

任務1(1)具體代碼如下：

datal=pd.read_csv("c:\data\iris.csv")

datal_group=datal.groupby('Iris_type,)['Sep_wid'].mean()

datal_group=round(data1_group,2)

print("datal的分組結(jié)果為：\n",datal_group)

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

Run:吸5-3

CC:\Users\liliang\Anaconda3\python.exeC:/Users/liliang/PycharmProjects/sjfx/5-3.py

；datal的分蛆結(jié)果為：

Iris_type

*RIris-setosa3.42

Iris-versicolor2.77

“各Iris-virginica2.97

Name:Sep_wid,dtype:float64

圖5-*任務1(1)輸出結(jié)果

任務1(2)具體代碼如下：

plt.rcParamst^gure.figsize*]=(12,6)

plt.rcParams[,font.sans-serif]=['SimHei*]

y=np.arange(1,4)

width=datal_group

height=0.4

plt.barh(y,width,height,color='darkorange',edgecolor=,b')

plLtitle("不同類別鶯尾花的平均花萼寬度條形圖,color二b,size=20)

fori,jinzip(width,y):

plt.text(i+0.1,j,i,color='r',size=15)

plt.yticks(y,datal_group.index)

plt.axvline(datal[,Sep_wid'l.mean(),linestyle=,:,,color=,grey,)

plt.show()

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

\Figure1—OX

育G6+Q三20

圖5-*任務1(2)輸出結(jié)果

任務2：根據(jù)任務1的導入數(shù)據(jù)，重新命名為data2,完成：

⑴按“Iris_type”列分組，再計算PetJen"列和"Pet_wid”列的平均值，

結(jié)果保留2位小數(shù)。

(2)根據(jù)(1)的分組計算結(jié)果，在2行1列的兩個子圖中，分別繪制條形圖,

并比較其結(jié)果。

任務2(1)具體代碼如下：

data2=datal

print(data2.columns)

data2_group1=datal.groupby(,Iris_type,)[,Pet_len,].mean()

data2_groupl=round(data2_group1,2)

data2_group2=datal.groupby(,Iris_type,)L，Pet_wid,].mean()

data2_group2=round(data2_group2,2)

任務2(2)具體代碼如下：

fig=plt.figure(figsize=(12,6))

y1=data2_group1.index

width1=data2_group1

y2=data2_group2.index

width2=data2_group2

height=0.4

axl=fig.add_subplot(2,1,1)

ax1.barh(y1,width1,height,color=,darkorange,,edgecolor=,b,)

axl.set_title(uPet_len,',color='r',size=15)

ax2=fig.add_subplot(2,1,2)

ax2.barh(y2,width2,height,color=,darkorange,,edgecolor=,b,)

ax2.set_title("Pet_widn,color='r',size=15)

plt.show()

輸出結(jié)果如圖5-*所示。

\Figure1—OX

備G6+Q三2區(qū)I

圖5-*任務2輸出結(jié)果

【結(jié)果分析】從兩個子圖看，不管是“Pet」en"，還是“Pet_wid"，不同類別

的鶯尾花，都是平均值都是Iris-virginica>lris-versicolor>Iris-setosa?

鞏固訓練

創(chuàng)建DataFrame數(shù)據(jù)data,data包含4行3列,記錄了蘇州、青島、廈門3個城

市的GDP（單位：億元），如表5-*所示。在3行1列的三個子圖中，分別繪制不同

年份三個地區(qū)DGP條形圖，并比較其結(jié)果。

表5-*練習數(shù)據(jù)源

index蘇州重慶杭州

2017年170001953012556

2018年186972036313500

2019年19300236