一個(gè)傻瓜式構(gòu)建可視化 web的 Python 神器

但對(duì)于 streamlit 來(lái)說(shuō),請(qǐng)你相信我,這是一個(gè)你可以無(wú)腦去學(xué)習(xí)的框架,我之所以這么說(shuō),是因?yàn)槲蚁嘈沤K有一天,你一定能用得上它。
Streamlit 是一個(gè)用于機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)可視化的 Python 框架,它能幾行代碼就構(gòu)建出一個(gè)精美的在線 app 應(yīng)用。
它能做什么,取決于你想干什么?
streamlit 的功能強(qiáng)大,要學(xué)習(xí)的函數(shù)雖然多,但非常容易上手,學(xué)習(xí)成本卻遠(yuǎn)比 前端+Flask 來(lái)得低得低。接下來(lái),我會(huì)一一介紹。
# 1. 如何安裝?
和安裝其他包一樣,安裝 streamlit 非常簡(jiǎn)單,一條命令即可
??pip?install?streamlit?
考慮到 streamlit 會(huì)附帶安裝比較多的工具依賴(lài)包,為了不污染當(dāng)前的主要環(huán)境,我使用 venv 新建一個(gè)虛擬環(huán)境。
??python3?-m?venv?.
然后使用如下命令進(jìn)入該虛擬環(huán)境
??source?./venv/bin/activate
接下來(lái),再安裝 streamlit ,命令在上邊。
安裝的包比較多(數(shù)了下竟然接近 92 個(gè)?),過(guò)程也會(huì)很久,需要點(diǎn)耐心
??pip?list?|?wc?-l
??????92
在安裝過(guò)程中,可能會(huì)遇到一些問(wèn)題,但也不一定,這取決于你的機(jī)器,如遇到問(wèn)題請(qǐng)自行借助搜索引擎解決。
# 2. 入門(mén)示例
Streamlit 提供了一些入門(mén)示例,執(zhí)行如下命令即可
??streamlit?hello
執(zhí)行后 streamlit 會(huì)自動(dòng)打開(kāi)瀏覽器加載一個(gè)本地頁(yè)面 http://localhost:8501/
這里面有很多的 demo,你可以看一下,這些 Demo 還有對(duì)應(yīng)的配套代碼

這些代碼直接拷貝保存,就可以在本地直接通過(guò)如下命令直接運(yùn)行
??streamlit?run?st-demo.py
# 2. Markdown 文本
導(dǎo)入 streamlit 后,就可以直接使用 st.markdown() 初始化,調(diào)用不同的方法,就可以往文檔對(duì)象中填入內(nèi)容
st.title():文章大標(biāo)題
st.header():一級(jí)標(biāo)題
st.subheader():二級(jí)標(biāo)題
st.text():文本
st.code():代碼,同時(shí)可設(shè)置代碼的語(yǔ)言,顯示的時(shí)候會(huì)高亮
st.latex():latex 公式
st.caption():小字體文本
如下我自己寫(xiě)的一個(gè)小 Demo,供你參考
import?streamlit?as?st
#?markdown
st.markdown('Streamlit?Demo')
#?設(shè)置網(wǎng)頁(yè)標(biāo)題
st.title('一個(gè)傻瓜式構(gòu)建可視化?web的?Python?神器?--?streamlit')
#?展示一級(jí)標(biāo)題
st.header('1.?安裝')
st.text('和安裝其他包一樣,安裝?streamlit?非常簡(jiǎn)單,一條命令即可')
code1?=?'''pip3?install?streamlit'''
st.code(code1,?language='bash')
#?展示一級(jí)標(biāo)題
st.header('2.?使用')
#?展示二級(jí)標(biāo)題
st.subheader('2.1?生成?Markdown?文檔')
#?純文本
st.text('導(dǎo)入?streamlit?后,就可以直接使用?st.markdown()?初始化')
#?展示代碼,有高亮效果
code2?=?'''import?streamlit?as?st
st.markdown('Streamlit?Demo')'''
st.code(code2,?language='python')
Streamlit 運(yùn)行的方式 與普通的腳本 有所不同,應(yīng)該使用 streamlit run st-demo.py

運(yùn)行后就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)瀏覽器加載這個(gè)頁(yè)面,如果沒(méi)有自動(dòng)打開(kāi),也可以手動(dòng)拷貝上圖中的鏈接打開(kāi)訪問(wèn)。
是不是有點(diǎn)那個(gè)味了?就這,還只是開(kāi)胃菜~

# 3. 數(shù)據(jù)圖表支持
?3.1 圖表組件
關(guān)于數(shù)據(jù)的展示,streamlit 由兩個(gè)組件進(jìn)行支持
table:普通的表格,用于靜態(tài)數(shù)據(jù)的展示
dataframe:高級(jí)的表格,可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的操作,比如排序
Table 的示例
df?=?pd.DataFrame(
????np.random.randn(10,?5),
????columns=('第%d列'?%?(i+1)?for?i?in?range(5))
)
st.table(df)
效果如下

Datafram 的示例
df?=?pd.DataFrame(
????np.random.randn(10,?5),
????columns=('第%d列'?%?(i+1)?for?i?in?range(5))
)
st.dataframe(df.style.highlight_max(axis=0))
效果如下,可以看到在圖示外,有個(gè)向下的小箭頭,你點(diǎn)一下,就會(huì)進(jìn)行排序
除此之外,你還能看到我對(duì)最大值進(jìn)行了高亮顯示,原因是我傳入的參數(shù)是 df.style.highlight_max(axis=0)

其實(shí)還有 n 多種樣式,比如:
highlight_null:空值高亮
highlight_min:最小值高亮
highlight_max:最大值高亮
highlight_between:某區(qū)間內(nèi)的值高亮
highlight_quantile:暫沒(méi)用過(guò)
這些你都可以在源代碼中找到示例
?3.2 監(jiān)控組件
在采集到一些監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)后,若你需要做一個(gè)監(jiān)控面板, streamlit 也為你提供的 metric 組件
如下代碼創(chuàng)建 三個(gè)指標(biāo),并且填入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)
col1,?col2,?col3?=?st.columns(3)
col1.metric("Temperature",?"70?°F",?"1.2?°F")
col2.metric("Wind",?"9?mph",?"-8%")
col3.metric("Humidity",?"86%",?"4%")
刷新頁(yè)面,就能看到下面的效果

?3.3 原生圖表組件
Streamlit 原生支持多種圖表:
st.line_chart:折線圖
st.area_chart:面積圖
st.bar_chart:柱狀圖
st.map:地圖
下面一一展示
折線圖
chart_data?=?pd.DataFrame(
????np.random.randn(20,?3),
????columns=['a',?'b',?'c'])
st.line_chart(chart_data)

面積圖
chart_data?=?pd.DataFrame(
????np.random.randn(20,?3),
????columns?=?['a',?'b',?'c'])
st.area_chart(chart_data)

柱狀圖
chart_data?=?pd.DataFrame(
????np.random.randn(50,?3),
????columns?=?["a",?"b",?"c"])
st.bar_chart(chart_data)

地圖
df?=?pd.DataFrame(
????np.random.randn(1000,?2)?/?[50,?50]?+?[37.76,?-122.4],
????columns=['lat',?'lon']
)
st.map(df)

?3.4 外部圖表組件
Streamlit 的一些原生圖表組件,雖然做到了傻瓜式,但僅能輸入數(shù)據(jù)、高度和寬度,如果你想更漂亮的圖表,就像 matplotlib.pyplot、Altair、vega-lite、Plotly、Bokeh、PyDeck、Graphviz 那樣,streamlit 也提供了支持:
st.pyplot
st.bokeh_chart
st.altair_chart
st.altair_chart
st.vega_lite_chart
st.plotly_chart
st.pydeck_chart
st.graphviz_chart
對(duì)于這部分,熟悉的同學(xué)自行嘗試了,這里不再演示。

# 4. 用戶(hù)操作支持
前面 streamlit 都只是展示文本和數(shù)據(jù),如果僅是如此,那 streamlit 也就 just so so
對(duì)于那些不會(huì)前端,并且平時(shí)有需要寫(xiě)一些簡(jiǎn)單的頁(yè)面的人說(shuō),能寫(xiě)一些交互界面才是硬需求。
慶幸的是,你平時(shí)在網(wǎng)頁(yè)上、app 上能看到的交互組件,Streamlit 幾乎都能支持。。
button:按鈕
download_button:文件下載
file_uploader:文件上傳
checkbox:復(fù)選框
radio:?jiǎn)芜x框
selectbox:下拉單選框
multiselect:下拉多選框
slider:滑動(dòng)條
select_slider:選擇條
text_input:文本輸入框
text_area:文本展示框
number_input:數(shù)字輸入框,支持加減按鈕
date_input:日期選擇框
time_input:時(shí)間選擇框
color_picker:顏色選擇器
這些內(nèi)容非常多,也比較簡(jiǎn)單,一個(gè)一個(gè)舉例也沒(méi)必要,大家直接去看 streamlit 源碼里的注釋即可。

# 5. 多媒體組件
想要在頁(yè)面上播放圖片、音頻和視頻,可以使用 streamlit 的這三個(gè)組件:
st.image
st.audio
st.video

# 6. 狀態(tài)組件
狀態(tài)組件用來(lái)向用戶(hù)展示當(dāng)前程序的運(yùn)行狀態(tài),包括:
progress:進(jìn)度條,如游戲加載進(jìn)度
spinner:等待提示
balloons:頁(yè)面底部飄氣球,表示祝賀
error:顯示錯(cuò)誤信息
warning:顯示報(bào)警信息
info:顯示常規(guī)信息
success:顯示成功信息
exception:顯示異常信息(代碼錯(cuò)誤棧)
效果如下:

# 7. 頁(yè)面布局
Streamlit 是自上而下渲染的,組件在頁(yè)面上的排列順序與代碼的執(zhí)行順序一致。
一個(gè)精美的 web app ,只有上下單欄式的布局肯定是不夠的。
實(shí)際上 streamlit 還提供了多種多樣的布局:
st.sidebar:側(cè)邊欄
側(cè)邊欄可以做一些用戶(hù)操作控件

st.columns:列容器,處在同一個(gè) columns 內(nèi)組件,按照從左至右順序展示
st.expander:隱藏信息,點(diǎn)擊后可展開(kāi)展示詳細(xì)內(nèi)容,如:展示更多
st.container:包含多組件的容器
st.empty:包含單組件的容器
# 8. 流程控制系統(tǒng)
Streamlit 是自上而下逐步渲染出來(lái)的,若你的應(yīng)用場(chǎng)景需要對(duì)渲染做一些控制,streamlit 也有提供對(duì)應(yīng)的方法
st.stop:可以讓 Streamlit 應(yīng)用停止而不向下執(zhí)行,如:驗(yàn)證碼通過(guò)后,再向下運(yùn)行展示后續(xù)內(nèi)容。
st.form:表單,Streamlit 在某個(gè)組件有交互后就會(huì)重新執(zhí)行頁(yè)面程序,而有時(shí)候需要等一組組件都完成交互后再刷新(如:登錄填用戶(hù)名和密碼),這時(shí)候就需要將這些組件添加到 form 中
st.form_submit_button:在 form 中使用,提交表單。
# 9. 緩存特性提升速度
當(dāng)用戶(hù)在頁(yè)面上做一些操作的時(shí)候,比如輸入數(shù)據(jù),都會(huì)觸發(fā)整個(gè) streamlit 應(yīng)用代碼的重新執(zhí)行,如果其中有讀取外部數(shù)據(jù)的步驟(數(shù) GB 的數(shù)據(jù)),那這種性能損耗是非常可怕的。
但 streamlit 提供了一個(gè)緩存裝飾器,當(dāng)要重新執(zhí)行代碼渲染頁(yè)面的時(shí)候,就會(huì)先去緩存里查一下,如果代碼或者數(shù)據(jù)沒(méi)有發(fā)生變化,就直接調(diào)用緩存的結(jié)果即可。
使用方法也簡(jiǎn)單,在需要緩存的函數(shù)加上 @st.cache 裝飾器即可。
DATE_COLUMN?=?'date/time'
DATA_URL?=?('https://s3-us-west-2.amazonaws.com/'
????????????'streamlit-demo-data/uber-raw-data-sep14.csv.gz')
@st.cache
def?load_data(nrows):
????data?=?pd.read_csv(DATA_URL,?nrows=nrows)
????lowercase?=?lambda?x:?str(x).lower()
????data.rename(lowercase,?axis='columns',?inplace=True)
????data[DATE_COLUMN]?=?pd.to_datetime(data[DATE_COLUMN])
????return?data
# 10. 部署上線
在本地編寫(xiě)的 streamlit 應(yīng)用,運(yùn)行起來(lái)后只能在本地訪問(wèn)。
如果需要讓別人也能訪問(wèn)這個(gè)應(yīng)用,那你需要有一臺(tái)服務(wù)器,這樣才能通過(guò)公網(wǎng)ip進(jìn)行訪問(wèn)
如果你需要服務(wù)器,可以點(diǎn) 這個(gè)鏈接 領(lǐng)個(gè)卷有優(yōu)惠。
另外,還有一個(gè)選擇,就是使用 Heroku (https://heroku.com)部署你的應(yīng)用。
Heroku是一個(gè)支持多種編程語(yǔ)言的云平臺(tái)即服務(wù),你只要注冊(cè)一個(gè)帳號(hào)(聽(tīng)說(shuō)網(wǎng)易和 QQ 郵箱不行,我使用的 Gmail 注冊(cè)的)

然后創(chuàng)建自己的 app

這個(gè) App 名字好像是要全網(wǎng)唯一,本想取個(gè) hello-streamlit 的,發(fā)現(xiàn)早有人取過(guò)了。

然后為你的應(yīng)用,創(chuàng)建幾個(gè) Heroku 規(guī)定的文件
requirements.txt:依賴(lài)包文件
setup.sh:安裝腳本,主要是創(chuàng)建文件夾,寫(xiě)入配置文件
Procfile:?jiǎn)?dòng)腳本,告訴 Heroku 如何安裝并啟動(dòng)應(yīng)用
這些文件的編碼有固定的格式,我這邊編寫(xiě)好了一份模板下載地址 https://www.lanzout.com/ikMWkxqktgj

拿到了這份模板后,你就可以基于這份模板創(chuàng)建你的 git 倉(cāng)庫(kù)
git?init
git?add?--all
git?commit?-m?"init"
然后部署到 Heroku
heroku?login
heroku?create
git?push?heroku?master
heroku?ps:scale?web=1
按照命令行輸出的URL就可以訪問(wèn)你的應(yīng)用了。
查看Heroku日志:
heroku?logs?--tail
要想使用自己域名,需要先通過(guò)Heroku驗(yàn)證。然后運(yùn)行:
heroku?domains:add?hivecnstats.iswbm.com
使用 Heroku 唯一的缺點(diǎn)就是 Heroku 是需要梯子的,一般人訪問(wèn)不了,沒(méi)條件的還是乖乖的備臺(tái)服務(wù)器吧。
# 12. 總結(jié)一下
Streamlit 一個(gè)開(kāi)箱即用的工具集,它可以讓一個(gè)普通的個(gè)人開(kāi)發(fā)者免于學(xué)習(xí)繁雜的前端知識(shí),就可以輕松、快速的構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)潔、優(yōu)雅的 web app 應(yīng)用,這是 streamlit 最吸引人的地方。
對(duì)于從事數(shù)據(jù)分析,機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的人來(lái)說(shuō),它絕對(duì)是開(kāi)發(fā)神器,但即使你不是這些領(lǐng)域的人,你肯定也會(huì)有搭建一個(gè) web app 需求的時(shí)候,streamlit 正是你需要的。
這篇文章從前天晚上開(kāi)始寫(xiě),一直到今天才完成,雖然花的時(shí)候比較長(zhǎng),但 streamlit 它值得。
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