Python Pandas绘图教程(详解版)

 
Pandas 在数据分析、数据可视化方面有着较为广泛的应用,Pandas 对 Matplotlib 绘图软件包的基础上单独封装了一个plot()接口,通过调用该接口可以实现常用的绘图操作。本节我们深入讲解一下 Pandas 的绘图操作。

Pandas 之所以能够实现了数据可视化,主要利用了 Matplotlib 库的 plot() 方法,它对 plot() 方法做了简单的封装,因此您可以直接调用该接口。下面看一组简单的示例:
import pandas as pd
import numpy as np
#创建包含时间序列的数据
df = pd.DataFrame(np.random.randn(8,4),index=pd.date_range('2/1/2020',periods=8), columns=list('ABCD'))
df.plot()
输结果图,如下所示:
pandas matplotlib
图1:Pandas绘图
 
如上图所示,如果行索引中包含日期,Pandas 会自动调用 gct().autofmt_xdate() 来格式化 x 轴。

除了使用默认的线条绘图外,您还可以使用其他绘图方式,如下所示:
  • 柱状图:bar() 或 barh()
  • 直方图:hist()
  • 箱状箱:box()
  • 区域图:area()
  • 散点图:scatter()

通过关键字参数kind可以把上述方法传递给 plot()。

柱状图

创建一个柱状图,如下所示:
import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(np.random.rand(10,4),columns=['a','b','c','d','e'])
#或使用df.plot(kind="bar")
df.plot.bar()
输出结果:

Pandas bar()
图2:Pandas绘制柱状图

通过设置参数stacked=True可以生成柱状堆叠图,示例如下:
import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(np.random.rand(10,5),columns=['a','b','c','d','e'])
df.plot(kind="bar",stacked=True)
#或者使用df.plot.bar(stacked="True")
输出结果:

pandas bar()
图3:Pandas绘制柱状图
 
如果要绘制水平柱状图,您可以使用以下方法:
import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(np.random.rand(10,4),columns=['a','b','c','d'])
print(df)
df.plot.barh(stacked=True)
输出结果:

水平柱状图
图4:水平柱状图

直方图

 plot.hist() 可以实现绘制直方图,并且它还可以指定 bins(构成直方图的箱数)。
import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame({'A':np.random.randn(100)+2,'B':np.random.randn(100),'C':
np.random.randn(100)-2}, columns=['A', 'B', 'C'])
print(df)
#指定箱数为15
df.plot.hist(bins=15)
输出结果:
pandas直方图
图5:绘制直方图
 
给每一列数据都绘制一个直方图,需要使以下方法:
import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame({'A':np.random.randn(100)+2,'B':np.random.randn(100),'C':
np.random.randn(100)-2,'D':np.random.randn(100)+3},columns=['A', 'B', 'C','D'])
#使用diff绘制
df.diff().hist(color="r",alpha=0.5,bins=15)
输出结果:
直方图
图6:直方图绘制

箱型图

通过调用 Series.box.plot() 、DataFrame.box.plot() 或者 DataFrame.boxplot() 方法来绘制箱型图,它将每一列数据的分布情况,以可视化的图像展现出来。
import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(np.random.rand(10, 4), columns=['A', 'B', 'C', 'D'])
df.plot.box()
输出结果:
箱型图绘制
图7:绘制箱型图

区域图

您可以使用 Series.plot.area() 或 DataFrame.plot.area() 方法来绘制区域图。
import pandas as pd
import numpy as np

df = pd.DataFrame(np.random.rand(5, 4), columns=['a', 'b', 'c', 'd'])
df.plot.area()
输出结果:
绘制区域图
图8:绘制区域图

散点图

使用 DataFrame.plot.scatter() 方法来绘制散点图,如下所示:
import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(np.random.rand(30, 4), columns=['a', 'b', 'c', 'd'])
df.plot.scatter(x='a',y='b')
输出结果:
散点图
图9:绘制散点图

饼状图

饼状图可以通过 DataFrame.plot.pie() 方法来绘制。示例如下:
import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(3 * np.random.rand(4), index=['go', 'java', 'c++', 'c'], columns=['L'])
df.plot.pie(subplots=True)
输出结果:
饼状图
图10:Pandas绘制饼状图

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