有趣！如何用Python-matplotlib绘制双层饼图及环形图？

（1）
饼图（pie），即在一个圆圈内分成几块，显示不同数据系列的占比大小，这也是我们在日常数据的图形展示中最常用的图形之一。
在python中常用matplotlib的pie来绘制，基本命令如下所示（python3.X版本）：

vals = [1, 2, 3, 4]#创建数据系列
fig, ax = plt.subplots()#创建子图
labels = 'A', 'B', 'C', 'D'
colors = ['yellowgreen', 'gold', 'lightskyblue', 'lightcoral']
explode = (0, 0.1, 0, 0)
ax.pie(vals, explode=explode, labels=labels, colors=colors,
  autopct='%1.1f%%', shadow=True, startangle=90,radius=1.2)
ax.set(aspect="equal", title='Pie plot with `ax.pie`')#设置标题以及图形的对称
plt.show()

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上图是在对饼图的模块颜色、标签、百分比、标题、角度、圆形半径，以及某一块凸出（explode）进行设置后，最终呈现的图形效果。大部分设置来自于pie（）函数内，即：
pie(x, explode=None, labels=None, colors=None, autopct=None, pctdistance=0.6,
shadow=False, labeldistance=1.1, startangle=None, radius=None)
对于该函数内各参数的含义，网上资料比比皆是，在这里不再赘述，大家可以根据自己需求来多次尝试，设置美化图形。

（2）
目前matplotlib中尚无双层饼图绘制的专门介绍，但是，我们注意到pie（）函数中有个饼图半径的设置——radius，于是，我就想：可不可以在同一个figure下绘制两个不同的圆饼，形成嵌套饼图，从而制作出双层饼图？比如：

vals1 = [1, 2, 3, 4]
vals2 = [2, 3, 4, 5]
fig, ax = plt.subplots()
labels = 'A', 'B', 'C', 'D'
ax.pie(vals1, radius=1.2)
ax.pie(vals2, radius=1)
ax.set(aspect="equal", title='Pie plot with `ax.pie`')
plt.show()

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初战告捷！令我信心大增！
因此，在matplotlib下绘制双层饼图的方法可以总结为：基于不同的数据系列，分别设计两个饼图，嵌套在一起，对每个饼图的pie（）函数内参数radius进行设置，就可以得到双层饼图。

（3）
但是，可以看到上面的那个图形还有点粗糙，还可以加入百分比、color等等，进一步设置：

vals1 = [1, 2, 3, 4]
vals2 = [2, 3, 4, 5]
fig, ax = plt.subplots()
labels = 'A', 'B', 'C', 'D'
ax.pie(vals1, radius=1.2,autopct='%1.1f%%',pctdistance=0.9)
ax.pie(vals2, radius=1,autopct='%1.2f%%',pctdistance=0.5)
ax.set(aspect="equal", title='Pie plot with `ax.pie`')
#plt.legend()
plt.legend(labels,bbox_to_anchor=(1.05, 1), loc='best', borderaxespad=0.)
plt.show()

美化的饼图.png

为方便，在这里没有对颜色、角度进行参数设置，后期若大家有兴趣，可以进一步加入不同参数再次设置。在这里主要说明的是：
1、图中各饼块的百分比数据，也在各自饼图中对pctdistance（百分比离圆形距离）进行不同设置，以便区分开，这里边也经过多次尝试；
2、对于各饼块颜色代表的数据系列标签，采用图例的方式plt.legend（），放在右边，不然饼图中展示的文本内容过多，会影响图形效果；
3、legend()的图例的位置可以通过关键字参数 loc 指定，bbox_to_anchor 关键字可让用户手动控制图例布局。 例如，如果你希望轴域图例位于图像的右上角而不是轴域的边角，则只需指定角的位置以及该位置的坐标系。

（4）
进一步地，在双层饼图的基础上，我又在想：可不可以绘制双层环形图。
在这里也就是转换一下思路：在两个饼图里边再加个小圆形图，并设置成白色背景。经过尝试，结果也如我所愿：

vals1 = [1, 2, 3, 4]
vals2 = [2, 3, 4, 5]
vals3=[1]
fig, ax = plt.subplots()
labels = 'A', 'B', 'C', 'D'
ax.pie(vals1, radius=1.2,autopct='%1.1f%%',pctdistance=0.9)
ax.pie(vals2, radius=1,autopct='%1.1f%%',pctdistance=0.75)
ax.pie(vals3, radius=0.6,colors='w')
ax.set(aspect="equal", title='Pie plot with `ax.pie`')
#plt.legend()
plt.legend(labels,bbox_to_anchor=(1, 1), loc='best', borderaxespad=0.)
plt.show()

Paste_Image.png

其原理为：绘制三个嵌套饼图，其中最里边的饼图，设置半径较小，整个饼图只有一个变量，因此不会分割，同时将背景色设置成白色colors='w'，如此，大功告成！
实际上，还可以进一步延伸，绘制多层饼图、多层环形图，其原理都是绘制半径不同的pie，并设置不同的参数。