Python可视化27|seaborn绘制线型回归图曲线

本文详细介绍seaborn绘制变量之间线型回归(linear regression)曲线，涉及如下两个重要函数：

• seaborn.regplot
• seaborn.lmplot

 

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1、绘图数据准备

2、seaborn.regplot

regplot默认参数线型回归图

 分别设置点和拟合线属性

置信区间（confidence interval）设置

拟合线延伸与坐标轴相交 

 拟合离散变量曲线

 多项式回归（ polynomial regression）拟合曲线

3、seaborn.lmplot

 按变量分类拟合回归线

散点marker设置

散点调色盘

拟合线属性设置

绘制分面图 

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1、绘图数据准备

依旧使用鸢尾花iris数据集，详细介绍见之前文章。

#导入本帖要用到的库，声明如下：
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import pandas as pd 
import palettable
from pandas import Series,DataFrame
from sklearn import datasets
import seaborn as sns
import palettable
#导入鸢尾花iris数据集（方法一）
#该方法更有助于理解数据集
iris=datasets.load_iris()
x, y =iris.data,iris.target
y_1 = np.array(['setosa' if i==0 else 'versicolor' if i==1 else 'virginica' for i in y])
pd_iris = pd.DataFrame(np.hstack((x, y_1.reshape(150,1))),columns=['sepal length(cm)','sepal width(cm)','petal length(cm)','petal width(cm)','class'])
 
#astype修改pd_iris中数据类型object为float64
pd_iris['sepal length(cm)']=pd_iris['sepal length(cm)'].astype('float64')
pd_iris['sepal width(cm)']=pd_iris['sepal width(cm)'].astype('float64')
pd_iris['petal length(cm)']=pd_iris['petal length(cm)'].astype('float64')
pd_iris['petal width(cm)']=pd_iris['petal width(cm)'].astype('float64')
 
 
#导入鸢尾花iris数据集（方法二）
#该方法有时候会卡巴斯基，所以弃而不用
#import seaborn as sns
#iris_sns = sns.load_dataset("iris")

数据集简单查看

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2、seaborn.regplot

seaborn.regplot(x, y, data=None, x_estimator=None, x_bins=None, x_ci='ci', scatter=True, fit_reg=True, ci=95, n_boot=1000, units=None, seed=None, order=1, logistic=False, lowess=False, robust=False, logx=False, x_partial=None, y_partial=None, truncate=True, dropna=True, x_jitter=None, y_jitter=None, label=None, color=None, marker='o', scatter_kws=None, line_kws=None, ax=None)

• regplot默认参数线型回归图

plt.figure(dpi=100)
sns.set(style="whitegrid",font_scale=1.2)#设置主题，文本大小
g=sns.regplot(x='sepal length(cm)', y='sepal width(cm)', data=pd_iris,
             color='#000000',#设置marker及线的颜色
             marker='*',#设置marker形状
             )

•  分别设置点和拟合线属性

plt.figure(dpi=100)
sns.set(style="whitegrid",font_scale=1.2)
g=sns.regplot(x='sepal length(cm)', y='sepal width(cm)', data=pd_iris,
              color='#000000',
              marker='*',
              scatter_kws={'s': 60,'color':'g',},#设置散点属性，参考plt.scatter
              line_kws={'linestyle':'--','color':'r'}#设置线属性，参考 plt.plot          

 

• 置信区间（confidence interval）设置

注意拟合线周围阴影面积变化 

plt.figure(dpi=100)
sns.set(style="whitegrid",font_scale=1.2)
g=sns.regplot(x='sepal length(cm)', y='sepal width(cm)', data=pd_iris,
             color='#000000',
             marker='*',
             ci=60,#置信区间设置，默认为95%置信区间，越大线周围阴影部分面积越大
             )

• 拟合线延伸与坐标轴相交 

# extend the regression line to the axis limits
plt.figure(dpi=100)
sns.set(style="whitegrid",font_scale=1.2)
g=sns.regplot(x='sepal length(cm)', y='sepal width(cm)', data=pd_iris,
             color='#000000',
             marker='*',
             truncate=False,#让拟合线与轴相交
             )

•  拟合离散变量曲线

plt.figure(dpi=100)
sns.set(style="whitegrid",font_scale=1.2)
x_discrete=[0 if i=='setosa' else 1 if i=='versicolor' else 2 for i in pd_iris['class']]#
g=sns.regplot(x=x_discrete, y='sepal width(cm)', data=pd_iris,#x此时为离散变量
             color='#000000',
             marker='*',
             )

 

•  多项式回归（ polynomial regression）拟合曲线

plt.figure(dpi=110)
sns.set(style="whitegrid",font_scale=1.2)
g=sns.regplot(x='sepal length(cm)', y='sepal width(cm)', data=pd_iris,
             marker='*',
             order=4,#默认为1，越大越弯曲
             scatter_kws={'s': 60,'color':'#016392',},#设置散点属性，参考plt.scatter
             line_kws={'linestyle':'--','color':'#c72e29'}#设置线属性，参考 plt.plot             
             
             )

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3、seaborn.lmplot

seaborn.lmplot(x, y, data, hue=None, col=None, row=None, palette=None, col_wrap=None, height=5, aspect=1, markers='o', sharex=True, sharey=True, hue_order=None, col_order=None, row_order=None, legend=True, legend_out=True, x_estimator=None, x_bins=None, x_ci='ci', scatter=True, fit_reg=True, ci=95, n_boot=1000, units=None, seed=None, order=1, logistic=False, lowess=False, robust=False, logx=False, x_partial=None, y_partial=None, truncate=True, x_jitter=None, y_jitter=None, scatter_kws=None, line_kws=None, size=None)

seaborn.lmplot结合seaborn.regplot()和FacetGrid，比seaborn.regplot()更灵活，可绘制更个性化的图形。

•  按变量分类拟合回归线

plt.figure(dpi=100)
sns.set(style="whitegrid",font_scale=1.2)
g=sns.lmplot(x='sepal length(cm)', y='sepal width(cm)', data=pd_iris,
             hue='class',
             )
g.fig.set_size_inches(10,8)

• 散点marker设置

plt.figure(dpi=100)
sns.set(style="whitegrid",font_scale=1.2)
g=sns.lmplot(x='sepal length(cm)', y='sepal width(cm)', data=pd_iris,
             hue='class',
             markers=['+','^','o'],   #设置散点marker          
             )
g.fig.set_size_inches(10,8)

• 散点调色盘

plt.figure(dpi=100)
sns.set(style="whitegrid",font_scale=1.2)
g=sns.lmplot(x='sepal length(cm)', y='sepal width(cm)', data=pd_iris,
             hue='class',
             markers=['+','^','*'],
             scatter_kws={'s':180},
             palette=["#01a2d9", "#31A354", "#c72e29"],#调色盘
             )
g.fig.set_size_inches(10,8)

• 拟合线属性设置

plt.figure(dpi=100)
sns.set(style="whitegrid",font_scale=1.2)
g=sns.lmplot(x='sepal length(cm)', y='sepal width(cm)', data=pd_iris,
             hue='class',
             markers=['+','^','*'],
             scatter_kws={'s':180},
             line_kws={'linestyle':'--'},#拟合线属性设置
             palette=["#01a2d9", "#31A354", "#c72e29"],
             )
g.fig.set_size_inches(10,8)

• 绘制分面图 

plt.figure(dpi=100)
sns.set(style="whitegrid",font_scale=1.2)
g=sns.lmplot(x='sepal length(cm)', y='sepal width(cm)', data=pd_iris,
             col='class',#按class绘制分面图
             markers='*',
             scatter_kws={'s':150,'color':'#01a2d9'},
             line_kws={'linestyle':'--','color':'#c72e29'},#直线属性设置
             )
g.fig.set_size_inches(10,8)

参考文献：