酷炫！36張圖愛上高級可視化神器Plotly_Express

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高級可視化神器Plotly_Express快速入門

Plotly_Express是新一代的高級可視化神器，它是plotly.py的高級封裝，內(nèi)置了大量實用、現(xiàn)代的繪圖模板。

使用者只需要調(diào)用簡單的API函數(shù)，便可快速地生成漂亮的動態(tài)可視化圖表；同時其內(nèi)置了很多的數(shù)據(jù)集，方便自行調(diào)用，快速模擬作圖。

安裝

用pip install plotly_express 命令可以安裝plotly_express

pip?install?plotly_express

內(nèi)置數(shù)據(jù)集

先導(dǎo)入相關(guān)庫，進行查看數(shù)據(jù)集：

import?pandas?as?pd
import?numpy?as?np
import?plotly_express?as?px??#?或?import?plotly.express?as?px

GDP數(shù)據(jù)

記錄的是不同國家歷年GDP收入與人均壽命，包含的字段：

• 國家country
• 洲continent
• 年份year
• 平均壽命lifeExp
• 人口數(shù)量pop
• GDPgdpPercap
• 國家簡稱iso_alpha
• 國家編號iso_num

餐廳流水?dāng)?shù)據(jù)

餐廳的訂單流水?dāng)?shù)據(jù)，包含字段：

• 總賬單費用bill
• 小費tip
• 顧客性別sex
• 顧客是否抽煙smoker
• 就餐日期day
• 就餐時間time
• 就餐人數(shù)size

鳶尾花數(shù)據(jù)集

著名的鳶尾花數(shù)據(jù)集，包含字段：

• 萼片長sepal_length
• 萼片寬sepal_width
• 花瓣長petal_length
• 花瓣寬petal_width
• 花的種類species
• 種類所屬編號species_id

風(fēng)力數(shù)據(jù)

一份關(guān)于風(fēng)力等級的數(shù)據(jù)：

• 方向direction
• 強度strength
• 頻率frequency

選舉投票結(jié)果

該數(shù)據(jù)集記錄的是2013年蒙特利爾市長選舉投票結(jié)果，包含的主要字段：

• 區(qū)域district
• Coderre票數(shù)
• Bergeron票數(shù)
• Joly票數(shù)
• 總票數(shù)total
• 勝者winner
• 結(jié)果result
• 區(qū)編號district_id

汽車共享可用性數(shù)據(jù)

該數(shù)據(jù)記錄的是蒙特利爾一個區(qū)域中心附近的汽車共享服務(wù)的可用性，包含的字段：

• 緯度centroid_lat
• 經(jīng)度centroid_lon
• 汽車小時數(shù)car_hours
• 高峰小時peak_hour

股票數(shù)據(jù)

內(nèi)置的一份股票數(shù)據(jù)，包含字段：

• 日期date
• 6個公司名稱：GOOG、AAPL、AMZN、FB、NFLX、MSFT

內(nèi)置顏色面板

plotly_express還內(nèi)置了很多顏色面板，顏色任你選擇，下面是各個主題下的部分截圖：

卡通片主題

px.colors.carto.swatches()

CMOcean系列

px.colors.cmocean.swatches()

ColorBrewer2系列

px.colors.colorbrewer.swatches()

周期性色調(diào)

適用于具有自然周期結(jié)構(gòu)的連續(xù)數(shù)據(jù)

px.colors.cyclical.swatches()

分散色標(biāo)

適用于具有自然中點的連續(xù)數(shù)據(jù)

px.colors.diverging.swatches()

定性色標(biāo)系列

適用于沒有自然順序的數(shù)據(jù)

px.colors.qualitative.swatches()

順序色標(biāo)系列

漸變的顏色系列，適用于大多數(shù)連續(xù)數(shù)據(jù)

px.colors.sequential.swatches()

作圖

下面介紹使用Plotly_express繪制常見的圖形，所有的圖形在jupyter notebook中都是動態(tài)可視化的，本文中采用截圖展示。

柱狀圖

#?指定選取國家：Switzerland

Switzerland??=?gapminder[gapminder["country"]?==?"Switzerland"]
Switzerland???#?數(shù)據(jù)顯示如下

px.bar(Switzerland,??#?上面指定的數(shù)據(jù)
???????x="year",??#?橫坐標(biāo)
???????y="pop",??#?縱坐標(biāo)
???????color="pop")??#?顏色取值

具體結(jié)果如下：

散點圖

先選取繪圖需要的數(shù)據(jù)：

#?寫法1
#?gapminder_2002?=?gapminder.query("year==2002")

#?寫法2
gapminder_2002?=?gapminder[gapminder["year"]?==?2002]
gapminder_2002

px.scatter(gapminder_2002,???#?傳入的數(shù)據(jù)集
???????????x="gdpPercap",??#?橫坐標(biāo)是人均GDP
???????????y="lifeExp",??#?縱坐標(biāo)是平均壽命
???????????color="continent"??#?顏色取值：根據(jù)洲的值來取
??????????)

冒泡散點圖

px.scatter(gapminder_2002???#?繪圖DataFrame數(shù)據(jù)集
???????????,x="gdpPercap"??#?橫坐標(biāo)
???????????,y="lifeExp"??#?縱坐標(biāo)
???????????,color="continent"??#?區(qū)分顏色
???????????,size="pop"???#?區(qū)分圓的大小
???????????,size_max=60??#?散點大小
??????????)

散點矩陣圖

px.scatter_matrix(iris,??#?傳入繪圖數(shù)據(jù)
??????????????????dimensions=["sepal_width","sepal_length","petal_width","petal_length"],??#?維度設(shè)置
??????????????????color="species")??#?顏色取值

面積圖

#?area?圖
px.area(gapminder,???#?繪圖的數(shù)據(jù)集
????????x="year",???#?橫軸數(shù)據(jù)
????????y="pop",??#?縱軸數(shù)據(jù)
????????color="continent",??#?顏色取值
????????line_group="country")??#?線型分組

股票趨勢圖

#?FB公司股票趨勢圖
px.line(stock,?x='date',?y="FB")??

餅圖

1、我們使用小費tips數(shù)據(jù)，查看前5行數(shù)據(jù)：

2、根據(jù)day分組，統(tǒng)計total_bill字段的和

3、繪制餅圖，自動顯示每個day的占比

px.pie(total_bill_byday,?#?繪圖數(shù)據(jù)
???????names="day",??#?每個組的名字
???????values="total_bill"??#?組的取值
??????)

旭日圖

#?選取2002年數(shù)據(jù)
gapminder_2002?=?gapminder[gapminder["year"]?==?2002]

px.sunburst(gapminder_2002,???#?繪圖數(shù)據(jù)
????????????path=['continent',?'country'],??#?指定路徑：從洲到國家
????????????values='pop',?#?數(shù)據(jù)大?。喝丝跀?shù)
????????????color='lifeExp',??#?顏色
????????????hover_data=['iso_alpha']?#?顯示數(shù)據(jù)
???????????)

漏斗圖

漏斗圖形在互聯(lián)網(wǎng)的電商、用戶分群等領(lǐng)域使用的比較廣泛，自行模擬一個電商UV-付款轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)繪圖：

data?=?dict(???#?創(chuàng)建原始數(shù)據(jù)
????number?=?[1000,?800,?400,?200,?100,?30],
????stage?=?["UV",?"搜索",?"搜藏",?"加購",?"下單",?"付款"]
)

#?傳入數(shù)據(jù)和數(shù)軸
px.funnel(data,?
??????????x="number",?
??????????y="stage")

加入一個顏色參數(shù)color，改變每個階段的顏色：

data?=?dict(???#?創(chuàng)建原始數(shù)據(jù)
????number?=?[1000,?800,?400,?200,?100,?30],
????stage?=?["UV",?"搜索",?"搜藏",?"加購",?"下單",?"付款"]
)

#?傳入數(shù)據(jù)和數(shù)軸
px.funnel(data,?
??????????x="number",?
??????????y="stage",
??????????color="number"??#?顏色設(shè)置
?????????)

直方圖

px.histogram(
????tips,??#?繪圖數(shù)據(jù)
????x="sex",??#?指定兩個數(shù)軸
????y="tip",
????histfunc="avg",??#?直方圖函數(shù)：均值
????color="smoker",??#?顏色取值
????barmode="group",??#?柱狀圖模式
????facet_row="time",??#?橫縱縱軸的字段設(shè)置
????facet_col="day",
????category_orders={"day":["Thur","Fri","Sat","Sun"],??#?分類
?????????????????????"time":["Lunch","Dinner"]})

聯(lián)合分布圖

多種圖形的組合顯示：

px.scatter(
????iris,
????x="sepal_width",
????y="sepal_length",
????color="species",
????marginal_x="histogram",
????marginal_y="rug")

箱型圖

#?notched=True顯示連接處的錐形部分
px.box(tips,??#?數(shù)據(jù)集
???????x="day",??#?橫軸數(shù)據(jù)
???????y="total_bill",??#?縱軸數(shù)據(jù)
???????color="smoker",??#?顏色
???????notched=True)??#?連接處的錐形部分顯示出來

小提琴圖

px.scatter(iris,??#?傳入數(shù)據(jù)
???????????x="sepal_width",??#?設(shè)置XY軸
???????????y="sepal_length",
???????????color="species",??#?顏色取值
???????????marginal_y="violin",??# xy兩表圖形的設(shè)置：小提琴圖和箱型圖
???????????marginal_x="box",
???????????trendline="ols")??#?趨勢線設(shè)置

等高線圖

px.density_contour(iris,??#?數(shù)據(jù)集
???????????????????x="sepal_width",??#?xy軸
???????????????????y="sepal_length",
???????????????????color="species"??#?顏色取值
??????????????????)??

還可以繪制密度等值線圖；

px.density_heatmap(iris,???#?傳入數(shù)據(jù)
???????????????????x="sepal_width",??#?兩個軸的數(shù)據(jù)設(shè)置
???????????????????y="sepal_length",
???????????????????marginal_y="rug",??#?邊緣圖形設(shè)置
???????????????????marginal_x="histogram"???#?在密度圖的基礎(chǔ)上，指定另外兩種圖形
??????????????????)

密度熱力圖

數(shù)據(jù)的設(shè)置和密度等值圖相同，只是選擇的圖形種類不同：

px.density_heatmap(???#?密度熱力圖
??iris,??
??x="sepal_width",
??y="sepal_length",
??marginal_y="rug",
??marginal_x="histogram"???
)

并行分類圖

px.parallel_categories(
????tips,??#?傳入數(shù)據(jù)
????color="size",??#?顏色取值
????color_continuous_scale=px.colors.sequential.Inferno?#?顏色變化趨勢
)

3D散點圖

使用的是選舉結(jié)果數(shù)據(jù)集：

px.scatter_3d(
????election,??#?傳入數(shù)據(jù)集
????x="Joly",??#?指定XYZ坐標(biāo)軸的數(shù)據(jù)
????y="Coderre",??
????z="Bergeron",??
????color="winner",??#?顏色取值
????size="total",???#?大小取值
????hover_name="district_id",??#?指定顏色種類、大小和顯示名稱
????symbol="result",??#?右邊的圓形和菱形
????color_discrete_map={"Joly":"blue",
????????????????????????"Bergeron":"green",
????????????????????????"Coderre":"red"}???#?改變默認(rèn)顏色
)

3D線型圖

px.line_3d(
??election,??#?繪圖數(shù)據(jù)集
??x="Joly",??#?3個坐標(biāo)軸
??y="Coderre",
??z="Bergeron",
??color="winner",??#?顏色和線型設(shè)置
??line_dash="winner"
)

基于地圖的圖形

基于choropleth分布的地圖：

px.choropleth(
??gapminder,??#?數(shù)據(jù)
??locations="iso_alpha",??#?簡稱
??color="lifeExp",??#?顏色取值
??hover_name="country",??#?懸停數(shù)據(jù)
??animation_frame="year",??#?播放按鈕設(shè)置
??color_continuous_scale=px.colors.sequential.Plasma,??#?顏色變化取值
??projection="natural?earth"??#?使用的地圖設(shè)置
)?

基于line_geo線型地圖：

px.line_geo(
??gapminder_2002,
??locations="iso_alpha",
??color="continent",
??projection="orthographic")

矩陣式樹狀結(jié)構(gòu)圖

矩陣式樹狀結(jié)構(gòu)圖是一種用于分層數(shù)據(jù)的復(fù)雜、基于區(qū)域的數(shù)據(jù)展示圖形：

#?選取2002年數(shù)據(jù)
gapminder_2002?=?gapminder[gapminder["year"]?==?2002]

px.treemap(
????gapminder_2002,?#?數(shù)據(jù)
????path=[px.Constant('world'),?'continent',?'country'],???#?繪圖路徑：world---continent---country
????values='pop',??#?數(shù)據(jù)取值
????color='pop',???#?顏色取值
????hover_data=['iso_alpha'])??#?顯示數(shù)據(jù)：國家簡稱

散點極坐標(biāo)圖

px.scatter_polar(??#?散點極坐標(biāo)
????wind,??#??數(shù)據(jù)集
????r="frequency",??#?半徑
????theta="direction",???#?角度
????color="strength",??#?顏色
????symbol="strength",??#?符號
????color_discrete_sequence=px.colors.sequential.Plasma_r)??#?顏色

線性極坐標(biāo)圖

px.line_polar(??#?線性極坐標(biāo)
????wind,??#?數(shù)據(jù)集
????r="frequency",??#?半徑
????theta="direction",??#?角度
????color="strength",??#?顏色
????line_close=True,??#?線性閉合
????color_discrete_sequence=px.colors.sequential.Plasma_r)??#?顏色

柱狀極坐標(biāo)圖

px.bar_polar(???#?柱狀圖極坐標(biāo)圖
????wind,???#?數(shù)據(jù)集
????r="frequency",???#?半徑
????theta="direction",??#?角度
????color="strength",??#?顏色
????template="plotly_dark",??#?主題
????color_discrete_sequence=px.colors.sequential.Plasma_r)??#?顏色

內(nèi)置主題

Plotly_Express內(nèi)置了3種主題可供選擇：

• plotly
• plotly_white
• plotly_dark

px.scatter(gapminder_2002,???#?傳入的數(shù)據(jù)集
???????????x="gdpPercap",??#?橫坐標(biāo)是人均GDP
???????????y="lifeExp",??#?縱坐標(biāo)是平均壽命
???????????color="continent",??#?顏色取值：根據(jù)洲的值來取
???????????
???????????template="plotly"??#?分別主題設(shè)置為：plotly、plotly_dark
??????????)

總結(jié)

本文詳細(xì)介紹了一個新的高級可視化庫Plotly_Express，從其簡介、安裝、內(nèi)置的顏色面板、主題到各種圖形的繪制。

這個庫最大的特點：代碼量非常少，圖形種類全，基本上一行代碼就能繪制出非常精美的動態(tài)可視化圖形。以后會介紹更多關(guān)于plotly_express的使用文章，特別是plotly和dash的結(jié)合，更是無比強大。敬請期待！