Plotly Express 是一個新的高級 Python 可視化庫:它是 Plotly.py 的高級封裝,它為復(fù)雜的圖表提供了一個簡單的語法。
十余年的麟游網(wǎng)站建設(shè)經(jīng)驗,針對設(shè)計、前端、開發(fā)、售后、文案、推廣等六對一服務(wù),響應(yīng)快,48小時及時工作處理。全網(wǎng)營銷推廣的優(yōu)勢是能夠根據(jù)用戶設(shè)備顯示端的尺寸不同,自動調(diào)整麟游建站的顯示方式,使網(wǎng)站能夠適用不同顯示終端,在瀏覽器中調(diào)整網(wǎng)站的寬度,無論在任何一種瀏覽器上瀏覽網(wǎng)站,都能展現(xiàn)優(yōu)雅布局與設(shè)計,從而大程度地提升瀏覽體驗。成都創(chuàng)新互聯(lián)從事“麟游網(wǎng)站設(shè)計”,“麟游網(wǎng)站推廣”以來,每個客戶項目都認(rèn)真落實執(zhí)行。
受 Seaborn 和 ggplot2 的啟發(fā),它專門設(shè)計為具有簡潔,一致且易于學(xué)習(xí)的 API :只需一次導(dǎo)入,您就可以在一個函數(shù)調(diào)用中創(chuàng)建豐富的交互式繪圖,包括分面繪圖(faceting)、地圖、動畫和趨勢線。 它帶有數(shù)據(jù)集、顏色面板和主題,就像 Plotly.py 一樣。
Plotly Express 完全免費:憑借其寬松的開源 MIT 許可證,您可以隨意使用它(是的,甚至在商業(yè)產(chǎn)品中?。?。
最重要的是,Plotly Express 與 Plotly 生態(tài)系統(tǒng)的其他部分完全兼容:在您的 Dash 應(yīng)用程序中使用它,使用 Orca 將您的數(shù)據(jù)導(dǎo)出為幾乎任何文件格式,或使用JupyterLab 圖表編輯器在 GUI 中編輯它們!
用 pip install plotly_express 命令可以安裝 Plotly Express。
一旦導(dǎo)入Plotly Express(通常是 px ),大多數(shù)繪圖只需要一個函數(shù)調(diào)用,接受一個整潔的Pandas dataframe,并簡單描述你想要制作的圖。 如果你想要一個基本的散點圖,它只是 px.scatter(data,x =“column_name”,y =“column_name”)。
以下是內(nèi)置的 Gapminder 數(shù)據(jù)集的示例,顯示2007年按國家/地區(qū)的人均預(yù)期壽命和人均GDP 之間的趨勢:
如果你想通過大陸區(qū)分它們,你可以使用 color 參數(shù)為你的點著色,由 px 負(fù)責(zé)設(shè)置默認(rèn)顏色,設(shè)置圖例等:
這里的每一點都是一個國家,所以也許我們想要按國家人口來衡量這些點...... 沒問題:這里也有一個參數(shù)來設(shè)置,它被稱為 size:
如果你好奇哪個國家對應(yīng)哪個點? 可以添加一個 hover_name ,您可以輕松識別任何一點:只需將鼠標(biāo)放在您感興趣的點上即可! 事實上,即使沒有 hover_name ,整個圖表也是互動的:
也可以通過 facet_col =”continent“ 來輕松劃分各大洲,就像著色點一樣容易,并且讓我們使用 x軸 對數(shù)(log_x)以便在我們在圖表中看的更清晰:
也許你不僅僅對 2007年 感興趣,而且你想看看這張圖表是如何隨著時間的推移而演變的。 可以通過設(shè)置 animation_frame=“year” (以及 animation_group =“country” 來標(biāo)識哪些圓與控制條中的年份匹配)來設(shè)置動畫。
在這個最終版本中,讓我們在這里調(diào)整一些顯示,因為像“gdpPercap” 這樣的文本有點難看,即使它是我們的數(shù)據(jù)框列的名稱。 我們可以提供更漂亮的“標(biāo)簽” (labels),可以在整個圖表、圖例、標(biāo)題軸和懸停(hovers)中應(yīng)用。 我們還可以手動設(shè)置邊界,以便動畫在整個過程中看起來更棒:
因為這是地理數(shù)據(jù),我們也可以將其表示為動畫地圖,因此這清楚地表明 Plotly Express 不僅僅可以繪制散點圖(不過這個數(shù)據(jù)集缺少前蘇聯(lián)的數(shù)據(jù))。
事實上,Plotly Express 支持三維散點圖、三維線形圖、極坐標(biāo)和地圖上三元坐標(biāo)以及二維坐標(biāo)。 條形圖(Bar)有二維笛卡爾和極坐標(biāo)風(fēng)格。
進行可視化時,您可以使用單變量設(shè)置中的直方圖(histograms)和箱形圖(box)或小提琴圖(violin plots),或雙變量分布的密度等高線圖(density contours)。 大多數(shù)二維笛卡爾圖接受連續(xù)或分類數(shù)據(jù),并自動處理日期/時間數(shù)據(jù)。 可以查看我們的圖庫 (ref-3) 來了解每個圖表的例子。
數(shù)據(jù) 探索 的主要部分是理解數(shù)據(jù)集中值的分布,以及這些分布如何相互關(guān)聯(lián)。 Plotly Express 有許多功能來處理這些任務(wù)。
使用直方圖(histograms),箱形圖(box)或小提琴圖(violin plots)可視化單變量分布:
直方圖:
箱形圖:
小提琴圖:
還可以創(chuàng)建聯(lián)合分布圖(marginal rugs),使用直方圖,箱形圖(box)或小提琴來顯示雙變量分布,也可以添加趨勢線。 Plotly Express 甚至可以幫助你在懸??蛑刑砑泳€條公式和R2值! 它使用 statsmodels 進行普通最小二乘(OLS)回歸或局部加權(quán)散點圖平滑(LOWESS)。
在上面的一些圖中你會注意到一些不錯的色標(biāo)。 在 Plotly Express 中, px.colors 模塊包含許多有用的色標(biāo)和序列:定性的、序列型的、離散的、循環(huán)的以及所有您喜歡的開源包:ColorBrewer、cmocean 和 Carto 。 我們還提供了一些功能來制作可瀏覽的樣本供您欣賞(ref-3):
定性的顏色序列:
眾多內(nèi)置順序色標(biāo)中的一部分:
我們特別為我們的交互式多維圖表感到自豪,例如散點圖矩陣(SPLOMS)、平行坐標(biāo)和我們稱之為并行類別的并行集。 通過這些,您可以在單個圖中可視化整個數(shù)據(jù)集以進行數(shù)據(jù) 探索 。 在你的Jupyter 筆記本中查看這些單行及其啟用的交互:
散點圖矩陣(SPLOM)允許您可視化多個鏈接的散點圖:數(shù)據(jù)集中的每個變量與其他變量的關(guān)系。 數(shù)據(jù)集中的每一行都顯示為每個圖中的一個點。 你可以進行縮放、平移或選擇操作,你會發(fā)現(xiàn)所有圖都鏈接在一起!
平行坐標(biāo)允許您同時顯示3個以上的連續(xù)變量。 dataframe 中的每一行都是一行。 您可以拖動尺寸以重新排序它們并選擇值范圍之間的交叉點。
并行類別是并行坐標(biāo)的分類模擬:使用它們可視化數(shù)據(jù)集中多組類別之間的關(guān)系。
Plotly Express 之于 Plotly.py 類似 Seaborn 之于 matplotlib:Plotly Express 是一個高級封裝庫,允許您快速創(chuàng)建圖表,然后使用底層 API 和生態(tài)系統(tǒng)的強大功能進行修改。 對于Plotly 生態(tài)系統(tǒng),這意味著一旦您使用 Plotly Express 創(chuàng)建了一個圖形,您就可以使用Themes,使用 FigureWidgets 進行命令性編輯,使用 Orca 將其導(dǎo)出為幾乎任何文件格式,或者在我們的 GUI JupyterLab 圖表編輯器中編輯它 。
主題(Themes)允許您控制圖形范圍的設(shè)置,如邊距、字體、背景顏色、刻度定位等。 您可以使用模板參數(shù)應(yīng)用任何命名的主題或主題對象:
有三個內(nèi)置的 Plotly 主題可以使用, 分別是 plotly, plotlywhite 和 plotlydark。
px 輸出繼承自 Plotly.py 的 Figure 類 ExpressFigure 的對象,這意味著你可以使用任何 Figure 的訪問器和方法來改變 px生成的繪圖。 例如,您可以將 .update() 調(diào)用鏈接到 px 調(diào)用以更改圖例設(shè)置并添加注釋。 .update() 現(xiàn)在返回修改后的數(shù)字,所以你仍然可以在一個很長的 Python 語句中執(zhí)行此操作:
在這里,在使用 Plotly Express 生成原始圖形之后,我們使用 Plotly.py 的 API 來更改一些圖例設(shè)置并添加注釋。
Dash 是 Plotly 的開源框架,用于構(gòu)建具有 Plotly.py 圖表的分析應(yīng)用程序和儀表板。Plotly Express 產(chǎn)生的對象與 Dash 100%兼容,只需將它們直接傳遞到 dash_core_components.Graph,如下所示: dcc.Graph(figure = px.scatter(...))。 這是一個非常簡單的 50行 Dash 應(yīng)用程序的示例,它使用 px 生成其中的圖表:
這個 50 行的 Dash 應(yīng)用程序使用 Plotly Express 生成用于瀏覽數(shù)據(jù)集的 UI 。
可視化數(shù)據(jù)有很多原因:有時您想要提供一些想法或結(jié)果,并且您希望對圖表的每個方面施加很多控制,有時您希望快速查看兩個變量之間的關(guān)系。 這是交互與 探索 的范疇。
Plotly.py 已經(jīng)發(fā)展成為一個非常強大的可視化交互工具:它可以讓你控制圖形的幾乎每個方面,從圖例的位置到刻度的長度。 不幸的是,這種控制的代價是冗長的:有時可能需要多行 Python 代碼才能用 Plotly.py 生成圖表。
我們使用 Plotly Express 的主要目標(biāo)是使 Plotly.py 更容易用于 探索 和快速迭代。
我們想要構(gòu)建一個庫,它做出了不同的權(quán)衡:在可視化過程的早期犧牲一些控制措施來換取一個不那么詳細(xì)的 API,允許你在一行 Python 代碼中制作各種各樣的圖表。 然而,正如我們上面所示,該控件并沒有消失:你仍然可以使用底層的 Plotly.py 的 API 來調(diào)整和優(yōu)化用 Plotly Express 制作的圖表。
支持這種簡潔 API 的主要設(shè)計決策之一是所有 Plotly Express 的函數(shù)都接受“整潔”的 dataframe 作為輸入。 每個 Plotly Express 函數(shù)都體現(xiàn)了dataframe 中行與單個或分組標(biāo)記的清晰映射,并具有圖形啟發(fā)的語法簽名,可讓您直接映射這些標(biāo)記的變量,如 x 或 y 位置、顏色、大小、 facet-column 甚至是 動畫幀到數(shù)據(jù)框(dataframe)中的列。 當(dāng)您鍵入 px.scatter(data,x ='col1',y='col2') 時,Plotly Express 會為數(shù)據(jù)框中的每一行創(chuàng)建一個小符號標(biāo)記 - 這就是 px.scatter 的作用 - 并將 “col1” 映射到 x 位置(類似于 y 位置)。 這種方法的強大之處在于它以相同的方式處理所有可視化變量:您可以將數(shù)據(jù)框列映射到顏色,然后通過更改參數(shù)來改變您的想法并將其映射到大小或進行行分面(facet-row)。
接受整個整潔的 dataframe 的列名作為輸入(而不是原始的 numpy 向量)也允許 px 為你節(jié)省大量的時間,因為它知道列的名稱,它可以生成所有的 Plotly.py 配置用于標(biāo)記圖例、軸、懸??颉?gòu)面甚至動畫幀。 但是,如上所述,如果你的 dataframe 的列被笨拙地命名,你可以告訴 px 用每個函數(shù)的 labels 參數(shù)替換更好的。
僅接受整潔輸入所帶來的最終優(yōu)勢是它更直接地支持快速迭代:您整理一次數(shù)據(jù)集,從那里可以使用 px 創(chuàng)建數(shù)十種不同類型的圖表,包括在 SPLOM 中可視化多個維度 、使用平行坐標(biāo)、在地圖上繪制,在二維、三維極坐標(biāo)或三維坐標(biāo)中使用等,所有這些都不需要重塑您的數(shù)據(jù)!
在 API 級別,我們在 px 中投入了大量的工作,以確保所有參數(shù)都被命名,以便在鍵入時最大限度地發(fā)現(xiàn):所有 scatter -類似的函數(shù)都以 scatter 開頭(例如 scatter_polar, scatter_ternary)所以你可以通過自動補全來發(fā)現(xiàn)它們。 我們選擇拆分這些不同的散點圖函數(shù),因此每個散點圖函數(shù)都會接受一組定制的關(guān)鍵字參數(shù),特別是它們的坐標(biāo)系。 也就是說,共享坐標(biāo)系的函數(shù)集(例如 scatter, line & bar,或 scatter_polar, line_polar 和 bar_polar )也有相同的參數(shù),以最大限度地方便學(xué)習(xí)。 我們還花了很多精力來提出簡短而富有表現(xiàn)力的名稱,這些名稱很好地映射到底層的 Plotly.py 屬性,以便于在工作流程中稍后調(diào)整到交互的圖表中。
最后,Plotly Express 作為一個新的 Python 可視化庫,在 Plotly 生態(tài)系統(tǒng)下,將會迅速發(fā)展。所以不要猶豫,立即開始使用 Plotly Express 吧!
幾周前,R語言社區(qū)經(jīng)歷了一場關(guān)于畫圖工具的討論。對于我們這種外人來說,具體的細(xì)節(jié)并不重要,但是我們可以將一些有用的觀點運用到 Python 中。討論的重點是 R 語言自帶的繪圖工具 base R 和 Hadley Wickham 開發(fā)的繪圖工具 ggplot2 之間的優(yōu)劣情況。如果你想了解更多細(xì)節(jié)內(nèi)容,請閱讀以下幾篇文章:
其中最重要的兩個內(nèi)容是:
不是所有人都認(rèn)同第二個觀點,ggplot2確實無法繪制出所有的圖表類型,但是我會利用它來做分析。
以下是 2016 年 4 月寫的關(guān)于繪圖工具的概述。出于多方面的原因,繪圖工具的選取更多地取決于個人偏好,因此本文介紹的 Python 繪圖工具也僅代表我的個人使用偏好。
Matplotlib 是一個強大的工具,它是 Pandas' builtin-plotting 和 Seaborn 的基礎(chǔ)。 Matplotlib 能夠繪制許多不同的圖形,還能調(diào)用多個級別的許多 API 。我發(fā)現(xiàn) pyplot api 非常好用,你可能用不上 Transforms 或者 artists ,但是如果你有需求的話可以查閱幫助文檔。我將從 pandas 和 seaborn 圖開始介紹,然后介紹如何調(diào)用 pyplot 的 API 。
DataFrame 和 Series 擁有 .plot 的命名空間,其中有許多圖形類別可供選擇(line, hist, scatter, 等等)。 Pandas 對象還提供了額外的用于增強圖形展現(xiàn)效果的數(shù)據(jù),如索引變量。
由于 pandas 具有更少的向后兼容的限制,所以它具有更好的美學(xué)特性。從這方面來說,我認(rèn)為 pandas 中的 DataFrame.plot 是一個非常實用的快速探索性分析的工具。
Michael Waskom 所開發(fā)的 Seaborn 提供了一個高層次的界面來繪制更吸引人統(tǒng)計圖形。 Seaborn 提供了一個可以快速探索分析數(shù)據(jù)不同特征的 API 接口,接下來我們將重點介紹它。
Bokeh 是一款針對瀏覽器開發(fā)的可視化工具。
和 matplotlib 一樣,**Bokeh
** 擁有一系列 API 接口。比如 glpyhs 接口,該接口和 matplotllib 中的 Artists 接口非常相似,它主要用于繪制環(huán)形圖、方形圖和多邊形圖等。最近 Bokeh 又開放了一個新的圖形接口,該接口主要用于處理詞典數(shù)據(jù)或 DataFrame 數(shù)據(jù),并用于繪制罐頭圖。
以下是一些本文沒有提到的可視化工具:
我們將利用 ggplot2 中的 diamonds 數(shù)據(jù)集,你可以在 Vincent Arelbundock's RDatasets 中找到它(pd.read_csv(' ') ),此外我們還需要檢測是否已經(jīng)安裝 feather 。
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Bokeh 提供了兩個 API,一個是低級的 glyph API,另一個是高級的 Charts API。
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還不是很清楚我們應(yīng)該在啥時候利用 Bokeh 來進行探索性分析,不過它的交互式功能可以激發(fā)我的興趣。就個人而言,由于習(xí)慣問題我平時仍然一直使用 matplotlib 來繪圖,我還無法完全切換到 Bokeh 中。
我非常喜歡 Bokeh 的儀表盤功能和 bokeh server 的 webapps。
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matplotlib 并不局限于處理 DataFrame 數(shù)據(jù),它支持所有使用 getitem 作為鍵值的數(shù)據(jù)類型。
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我們從列變量的名字中提取出軸標(biāo)簽,利用 Pandas 可以更加便捷地繪制一系列共享 x 軸數(shù)據(jù)的圖形。
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本文中的剩余部分將重點介紹 seaborn和為什么我認(rèn)為它是探索性分析的強大工具。
我強烈建議你閱讀 Seaborn 的 introductory notes,這上面介紹了 seaborn 的設(shè)計邏輯和應(yīng)用領(lǐng)域。
我們可以通過一個穩(wěn)定的且易懂的 API 接口來調(diào)用 Seaborn。
事實上,seaborn 是基于 matplotlib 開發(fā)的,這意味著如果你熟悉 pyplot API的話,那么你可以很容易地掌握 seaborn。
大多數(shù) seaborn 繪圖函數(shù)的參數(shù)都由 x, y, hue, 和 data 構(gòu)成(并不是所有的參數(shù)都是必須的)。如果你處理的對象是 DataFrame,那么你可以直接將列變量的名稱和數(shù)據(jù)集的名稱一同傳遞到繪圖函數(shù)中。
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我們可以很輕易地探究兩個變量之間的關(guān)系:
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或者一次探究多個變量之間的關(guān)系:
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pariplot 是 PairGrid 的一個包裝函數(shù),它提供了 seaborn 一個重要的抽象功能——Grid。Seaborn 的 Grid 將 matplotlib 中Figure 和數(shù)據(jù)集中的變量聯(lián)系起來了。
我們有兩種方式可以和 grids 進行交互操作。其一,seaborn 提供了類似于 pairplot 的包裝函數(shù),它提前設(shè)置了許多常見任務(wù)的參數(shù);其二,如果你需要更多的自定義選項,那么你可以直接利用 Grid 方法。
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34312 rows × 7 columns
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FaceGrid 可以通過控制分面變量來生成 Grid圖形,其中PairGrid是它的一個特例。接下來的案例中,我們將以數(shù)據(jù)集中的 cut 變量為分面變量來繪制圖像:
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最后一個案例展示了如何將 seaborn 和 matplotlib 結(jié)合起來。g.axes是matplotlib.Axes的一個數(shù)組,g.fig是matplotlib.Figure的一個特例。這是使用 seaborn 時常見的一個模式:利用 seaborn 的方法來繪制圖像,然后再利用 matplotlib 來調(diào)整細(xì)節(jié)部分。
我認(rèn)為 seaborn 之所以吸引人是因為它的繪圖語法具有很強的靈活性。你不會被作者所設(shè)定的圖表類型所局限住,你可以根據(jù)自己的需要創(chuàng)建新的圖表。
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本來,我打算準(zhǔn)備更多的例子來介紹 seaborn,但是我會將相關(guān)鏈接分享給大家。Seaborn 的說明文檔寫的非常詳細(xì)。
最后,我們將結(jié)合 scikit-learn 來介紹如何利用 GridSearch 來尋找最佳參數(shù)。
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原文鏈接:
譯者:Fibears
用python進行數(shù)據(jù)可視化的方法:可以利用可視化的專屬庫matplotlib和seaborn來實現(xiàn)?;趐ython的繪圖庫為matplotlib提供了完整的2D和有限3D圖形支持。
我們只需借助可視化的兩個專屬庫(libraries),俗稱matplotlib和seaborn即可。
(推薦教程:Python入門教程)
下面我們來詳細(xì)介紹下:
Matplotlib:基于Python的繪圖庫為matplotlib提供了完整的2D和有限3D圖形支持。這對在跨平臺互動環(huán)境中發(fā)布高質(zhì)量圖片很有用。它也可用于動畫。
Seaborn:Seaborn是一個Python中用于創(chuàng)建信息豐富和有吸引力的統(tǒng)計圖形庫。這個庫是基于matplotlib的。Seaborn提供多種功能,如內(nèi)置主題、調(diào)色板、函數(shù)和工具,來實現(xiàn)單因素、雙因素、線性回歸、數(shù)據(jù)矩陣、統(tǒng)計時間序列等的可視化,以讓我們來進一步構(gòu)建復(fù)雜的可視化。
本課將繼續(xù)介紹 Seaborn 中的統(tǒng)計圖。一定要牢記,Seaborn 是對 Matplotlib 的高級封裝,它優(yōu)化了很多古老的做圖過程,因此才會看到一個函數(shù)解決問題的局面。
在統(tǒng)計學(xué)中,研究數(shù)據(jù)的分布情況,也是一個重要的工作,比如某些數(shù)據(jù)是否為正態(tài)分布——某些機器學(xué)習(xí)模型很在意數(shù)據(jù)的分布情況。
在 Matplotlib 中,可以通過繪制直方圖將數(shù)據(jù)的分布情況可視化。在 Seaborn 中,也提供了繪制直方圖的函數(shù)。
輸出結(jié)果:
sns.distplot 函數(shù)即實現(xiàn)了直方圖,還順帶把曲線畫出來了——曲線其實代表了 KDE。
除了 sns.distplot 之外,在 Seaborn 中還有另外一個常用的繪制數(shù)據(jù)分布的函數(shù) sns.kdeplot,它們的使用方法類似。
首先看這樣一個示例。
輸出結(jié)果:
① 的作用是設(shè)置所得圖示的背景顏色,這樣做的目的是讓下面的 ② 繪制的圖像顯示更清晰,如果不設(shè)置 ①,在顯示的圖示中看到的就是白底圖像,有的部分看不出來。
② 最終得到的是坐標(biāo)網(wǎng)格,而且在圖中分為三部分,如下圖所示。
相對于以往的坐標(biāo)網(wǎng)格,多出了 B 和 C 兩個部分。也就是說,不僅可以在 A 部分繪制某種統(tǒng)計圖,在 B 和 C 部分也可以繪制。
繼續(xù)操作:
輸出結(jié)果:
語句 ③ 實現(xiàn)了在坐標(biāo)網(wǎng)格中繪制統(tǒng)計圖的效果,jp.plot 方法以兩個繪圖函數(shù)為參數(shù),分別在 A 部分繪制了回歸統(tǒng)計圖,在 B 和 C 部分繪制了直方圖,而且直方圖分別表示了對應(yīng)坐標(biāo)軸數(shù)據(jù)的分布,即:
我們把有語句 ② 和 ③ 共同實現(xiàn)的統(tǒng)計圖,稱為聯(lián)合統(tǒng)計圖。除了用 ② ③ 兩句可以繪制這種圖之外,還有一個函數(shù)也能夠“兩步并作一步”,具體如下:
輸出結(jié)果: