Python基礎之數據可視化

在日常工作中，枯燥的文字說明常常會令人望而卻步，不如格式規范的表格容易讓人接受，但通俗易懂的圖表更會讓人耳目一新，賞心悅目。本文主要一個簡單的小例子，簡述Python利用Matplotlib實現數據可視化的相關應用，僅供學習分享使用，如有不足之處，還請指正。

示例場景

當前公司人員冗余，需要裁掉兩名實習生，但是具體裁掉哪一位，領導稍顯為難，舉棋不定。關於兩名實習生的一年銷售額業績，如下表所示：

 那到底哪一位實習生的銷售業績，及未來潛力更好呢？讓我們通過可視化的方式進行對比。

引入模塊包

工欲善其事必先利其器，要進行數據分析和可視化，首先是引入pandas模塊和matplotlib模塊，如下所示：

import pandas as pd
from matplotlib import pyplot as plt

讀取數據

不管是哪一種圖表方式，第一步都是先讀取數據，本次讀取數據主要通過pandas進行數據處理，如下所示：

# pandas 讀取Excel，默認返回DataFrame類型，<class 'pandas.core.frame.DataFrame'>，屬於二維列表
data = pd.read_excel('test.xls', sheet_name=0)
# print(type(data))
# print(data)

數據讀取到內存中，是一個二維列表，數據類型為pandas.core.frame.DataFrame，是pandas中的數據類型，如下所示：

折線圖

Matplotlib主要通過plot方法繪制折線圖，如下所示：

plt.rcParams['font.family'] = ['sans-serif']
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
figure = plt.figure(figsize=(12, 6))
plt.title('銷售額對比圖')  # 標題
x = data['月份']  # x為一維列表，數據類型： <class 'pandas.core.series.Series'>
y1 = data['張三']  # 張三銷售額
y2 = data['李四']  # 李四銷售額
# print(type(x))
plt.plot(x,y1) # 基礎折線圖，采用描點連線的方式繪制
plt.plot(x,y2)
plt.show()  # 彈出框展示

簡單設置后，生成的折線圖，如下所示：

通過上圖可以看出兩位實習生的銷售額趨勢，孰優孰劣，但是上圖略顯粗糙，有一些地方表達差強人意，如：x軸，y軸的說明，兩條線分別代表什么，需要更加細致的設置，如下所示：

plt.rcParams['font.family'] = ['sans-serif']
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
figure = plt.figure(figsize=(12, 6))
plt.title('銷售額對比圖')
x = data['月份']  # x為一維列表，數據類型： <class 'pandas.core.series.Series'>
y1 = data['張三']  # 張三銷售額
y2 = data['李四']  # 李四銷售額
# print(type(x))
plt.xlabel('月份')  # x軸說明
plt.ylabel('銷售額')  # y軸說明
plt.xticks(x, ['%d月' % i for i in range(1, 13)])  # 采用列表推導式生成數組

# label 表示線的標簽 color 表示線條的顏色,linestyle表示線條樣式,marker表示點的樣式
plt.plot(x,y1,label='張三',color='red',linestyle='--',marker='*')
plt.plot(x,y2,label='李四',color='green',linestyle='-.',marker='o')

　16 plt.legend()

plt.show() # 彈出框展示

經過細致設置后，兩位實習生的對比結果，如下所示：

折線注意事項

關於示例中marker的設置，如下所示：

        **Markers**

        =============   ===============================
        character       description
        =============   ===============================
        ``'.'``         point marker
        ``','``         pixel marker
        ``'o'``         circle marker
        ``'v'``         triangle_down marker
        ``'^'``         triangle_up marker
        ``'<'``         triangle_left marker
        ``'>'``         triangle_right marker
        ``'1'``         tri_down marker
        ``'2'``         tri_up marker
        ``'3'``         tri_left marker
        ``'4'``         tri_right marker
        ``'8'``         octagon marker
        ``'s'``         square marker
        ``'p'``         pentagon marker
        ``'P'``         plus (filled) marker
        ``'*'``         star marker
        ``'h'``         hexagon1 marker
        ``'H'``         hexagon2 marker
        ``'+'``         plus marker
        ``'x'``         x marker
        ``'X'``         x (filled) marker
        ``'D'``         diamond marker
        ``'d'``         thin_diamond marker
        ``'|'``         vline marker
        ``'_'``         hline marker
        =============   ===============================

關於示例的linestyle設置，如下所示：

        **Line Styles**

        =============    ===============================
        character        description
        =============    ===============================
        ``'-'``          solid line style
        ``'--'``         dashed line style
        ``'-.'``         dash-dot line style
        ``':'``          dotted line style
        =============    ===============================

 

柱狀圖

如果通過折線圖，還不能決定孰優孰劣，那么下面再以柱狀圖的形式來分析，如下所示：

plt.rcParams['font.family'] = ['sans-serif']
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
figure = plt.figure(figsize=(12, 6))
plt.title('銷售額對比圖')
x = data['月份']  # x為一維列表，數據類型： <class 'pandas.core.series.Series'>
y1 = data['張三']  # 張三銷售額
y2 = data['李四']  # 李四銷售額
plt.bar(x,y1) # 默認柱狀圖，兩根柱子會重疊
plt.bar(x,y2)
plt.legend()
plt.show()  # 彈出框展示

經過上述設置后，初步柱狀圖如下所示：

通過上圖可以看出兩位實習生的銷售額對比，孰優孰劣，但是同樣上圖略顯粗糙，有一些地方表達差強人意，如：x軸，y軸的說明，兩根柱子分別代表什么，以及先繪制的圖的值比較小時，會被覆蓋，需要更加細致的設置，如下所示：

plt.rcParams['font.family'] = ['sans-serif']
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
figure = plt.figure(figsize=(12, 6))
plt.title('銷售額對比圖')
x = data['月份']  # x為一維列表，數據類型： <class 'pandas.core.series.Series'>
y1 = data['張三']  # 張三銷售額
y2 = data['李四']  # 李四銷售額

plt.xlabel('月份')  # x軸說明
plt.ylabel('銷售額')  # y軸說明
plt.xticks(x, ['%d月' % i for i in range(1, 13)])  # 采用列表推導式生成數組
w = 0.4  # 柱子的寬度，默認為1，這里改為0.5
plt.bar((x - w / 2), y1, width=w, label='張三')
plt.bar((x + w / 2), y2, width=w, label='李四')
# 顯示文本
for i in range(0, 12):
    plt.text(x=x[i] - w / 2, y=y1[i] + 5, s=y1[i], ha='center', va='center')
    plt.text(x=x[i] + w / 2, y=y2[i] + 5, s=y2[i], ha='center', va='center')
plt.legend()

plt.show()  # 彈出框展示

經過細致設置后，兩位實習生的對比結果，如下所示：

備注

相信如果將兩張圖展示給領導看，公司領導會很快做出決定【前提是兩位實習生背景簡單，都是憑實力吃飯的非關系戶】。關於Matplotlib的應用還有很多場景，本文旨在拋磚引玉，希望大家都能在工作生活中一帆風順，事事如意。一首小詩，邀君共享。

《竹里館》

【唐】王維

獨坐幽篁里，彈琴復長嘯。
深林人不知，明月來相照。