搜索
首页后端开发Python教程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?

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()
<Figure size 432x288 with 0 Axes>
#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')
[<matplotlib.lines.Line2D at 0x8c919b0>]

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
<Figure size 432x288 with 0 Axes>

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。
<matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot at 0xf553128>

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
<matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot at 0xf4f9eb8>

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)
<matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot at 0xfe39898>

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。


以上是Python 数据可视化的三大步骤的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

声明
本文转载于:51CTO.COM。如有侵权,请联系admin@php.cn删除
解读CRISP-ML(Q):机器学习生命周期流程解读CRISP-ML(Q):机器学习生命周期流程Apr 08, 2023 pm 01:21 PM

译者 | 布加迪审校 | 孙淑娟目前,没有用于构建和管理机器学习(ML)应用程序的标准实践。机器学习项目组织得不好,缺乏可重复性,而且从长远来看容易彻底失败。因此,我们需要一套流程来帮助自己在整个机器学习生命周期中保持质量、可持续性、稳健性和成本管理。图1. 机器学习开发生命周期流程使用质量保证方法开发机器学习应用程序的跨行业标准流程(CRISP-ML(Q))是CRISP-DM的升级版,以确保机器学习产品的质量。CRISP-ML(Q)有六个单独的阶段:1. 业务和数据理解2. 数据准备3. 模型

基于因果森林算法的决策定位应用基于因果森林算法的决策定位应用Apr 08, 2023 am 11:21 AM

译者 | 朱先忠​审校 | 孙淑娟​在我之前的​​博客​​中,我们已经了解了如何使用因果树来评估政策的异质处理效应。如果你还没有阅读过,我建议你在阅读本文前先读一遍,因为我们在本文中认为你已经了解了此文中的部分与本文相关的内容。为什么是异质处理效应(HTE:heterogenous treatment effects)呢?首先,对异质处理效应的估计允许我们根据它们的预期结果(疾病、公司收入、客户满意度等)选择提供处理(药物、广告、产品等)的用户(患者、用户、客户等)。换句话说,估计HTE有助于我

2023年机器学习的十大概念和技术2023年机器学习的十大概念和技术Apr 04, 2023 pm 12:30 PM

机器学习是一个不断发展的学科,一直在创造新的想法和技术。本文罗列了2023年机器学习的十大概念和技术。 本文罗列了2023年机器学习的十大概念和技术。2023年机器学习的十大概念和技术是一个教计算机从数据中学习的过程,无需明确的编程。机器学习是一个不断发展的学科,一直在创造新的想法和技术。为了保持领先,数据科学家应该关注其中一些网站,以跟上最新的发展。这将有助于了解机器学习中的技术如何在实践中使用,并为自己的业务或工作领域中的可能应用提供想法。2023年机器学习的十大概念和技术:1. 深度神经网

使用PyTorch进行小样本学习的图像分类使用PyTorch进行小样本学习的图像分类Apr 09, 2023 am 10:51 AM

近年来,基于深度学习的模型在目标检测和图像识别等任务中表现出色。像ImageNet这样具有挑战性的图像分类数据集,包含1000种不同的对象分类,现在一些模型已经超过了人类水平上。但是这些模型依赖于监督训练流程,标记训练数据的可用性对它们有重大影响,并且模型能够检测到的类别也仅限于它们接受训练的类。由于在训练过程中没有足够的标记图像用于所有类,这些模型在现实环境中可能不太有用。并且我们希望的模型能够识别它在训练期间没有见到过的类,因为几乎不可能在所有潜在对象的图像上进行训练。我们将从几个样本中学习

LazyPredict:为你选择最佳ML模型!LazyPredict:为你选择最佳ML模型!Apr 06, 2023 pm 08:45 PM

本文讨论使用LazyPredict来创建简单的ML模型。LazyPredict创建机器学习模型的特点是不需要大量的代码,同时在不修改参数的情况下进行多模型拟合,从而在众多模型中选出性能最佳的一个。 摘要本文讨论使用LazyPredict来创建简单的ML模型。LazyPredict创建机器学习模型的特点是不需要大量的代码,同时在不修改参数的情况下进行多模型拟合,从而在众多模型中选出性能最佳的一个。​本文包括的内容如下:​简介​LazyPredict模块的安装​在分类模型中实施LazyPredict

Mango:基于Python环境的贝叶斯优化新方法Mango:基于Python环境的贝叶斯优化新方法Apr 08, 2023 pm 12:44 PM

译者 | 朱先忠审校 | 孙淑娟引言模型超参数(或模型设置)的优化可能是训练机器学习算法中最重要的一步,因为它可以找到最小化模型损失函数的最佳参数。这一步对于构建不易过拟合的泛化模型也是必不可少的。优化模型超参数的最著名技术是穷举网格搜索和随机网格搜索。在第一种方法中,搜索空间被定义为跨越每个模型超参数的域的网格。通过在网格的每个点上训练模型来获得最优超参数。尽管网格搜索非常容易实现,但它在计算上变得昂贵,尤其是当要优化的变量数量很大时。另一方面,随机网格搜索是一种更快的优化方法,可以提供更好的

人工智能自动获取知识和技能,实现自我完善的过程是什么人工智能自动获取知识和技能,实现自我完善的过程是什么Aug 24, 2022 am 11:57 AM

实现自我完善的过程是“机器学习”。机器学习是人工智能核心,是使计算机具有智能的根本途径;它使计算机能模拟人的学习行为,自动地通过学习来获取知识和技能,不断改善性能,实现自我完善。机器学习主要研究三方面问题:1、学习机理,人类获取知识、技能和抽象概念的天赋能力;2、学习方法,对生物学习机理进行简化的基础上,用计算的方法进行再现;3、学习系统,能够在一定程度上实现机器学习的系统。

超参数优化比较之网格搜索、随机搜索和贝叶斯优化超参数优化比较之网格搜索、随机搜索和贝叶斯优化Apr 04, 2023 pm 12:05 PM

本文将详细介绍用来提高机器学习效果的最常见的超参数优化方法。 译者 | 朱先忠​审校 | 孙淑娟​简介​通常,在尝试改进机器学习模型时,人们首先想到的解决方案是添加更多的训练数据。额外的数据通常是有帮助(在某些情况下除外)的,但生成高质量的数据可能非常昂贵。通过使用现有数据获得最佳模型性能,超参数优化可以节省我们的时间和资源。​顾名思义,超参数优化是为机器学习模型确定最佳超参数组合以满足优化函数(即,给定研究中的数据集,最大化模型的性能)的过程。换句话说,每个模型都会提供多个有关选项的调整“按钮

See all articles

热AI工具

Undresser.AI Undress

Undresser.AI Undress

人工智能驱动的应用程序,用于创建逼真的裸体照片

AI Clothes Remover

AI Clothes Remover

用于从照片中去除衣服的在线人工智能工具。

Undress AI Tool

Undress AI Tool

免费脱衣服图片

Clothoff.io

Clothoff.io

AI脱衣机

AI Hentai Generator

AI Hentai Generator

免费生成ai无尽的。

热门文章

仓库:如何复兴队友
1 个月前By尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌
R.E.P.O.能量晶体解释及其做什么(黄色晶体)
2 周前By尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌
Hello Kitty Island冒险:如何获得巨型种子
1 个月前By尊渡假赌尊渡假赌尊渡假赌

热工具

SublimeText3 Mac版

SublimeText3 Mac版

神级代码编辑软件(SublimeText3)

适用于 Eclipse 的 SAP NetWeaver 服务器适配器

适用于 Eclipse 的 SAP NetWeaver 服务器适配器

将Eclipse与SAP NetWeaver应用服务器集成。

Atom编辑器mac版下载

Atom编辑器mac版下载

最流行的的开源编辑器

mPDF

mPDF

mPDF是一个PHP库,可以从UTF-8编码的HTML生成PDF文件。原作者Ian Back编写mPDF以从他的网站上“即时”输出PDF文件,并处理不同的语言。与原始脚本如HTML2FPDF相比,它的速度较慢,并且在使用Unicode字体时生成的文件较大,但支持CSS样式等,并进行了大量增强。支持几乎所有语言,包括RTL(阿拉伯语和希伯来语)和CJK(中日韩)。支持嵌套的块级元素(如P、DIV),

SecLists

SecLists

SecLists是最终安全测试人员的伙伴。它是一个包含各种类型列表的集合,这些列表在安全评估过程中经常使用,都在一个地方。SecLists通过方便地提供安全测试人员可能需要的所有列表,帮助提高安全测试的效率和生产力。列表类型包括用户名、密码、URL、模糊测试有效载荷、敏感数据模式、Web shell等等。测试人员只需将此存储库拉到新的测试机上,他就可以访问到所需的每种类型的列表。