Seaborn——可视化的具体API应用

一、Seaborn概述

        Seaborn 是基于 matplotlib的图形可视化 python包。提供了一种高度交互式界面,便于用户能够做出各种有吸引力的统计图表。

        Seaborn在 matplotlib的基础上进行了更高级的API封装,从而使得作图更加容易,在大多数情况下使用seaborn能做出很具有吸引力的图,而使用matplotlib就能制作具有更多特色的图。

        Seaborn和 Pandas的API配合的很好,使用DataFrame/Series的数据就可以绘图

二、绘制单变量图

1、直方图    histplot
# 导包
import pandas as pd
import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt

# 配置Matplotlib
# 设置正常显示中文
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
# 设置如何显示负号
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

rcParams:是一个字典,用于设置Matplotlib的配置参数

' font.sans-serif ':是rcParams中的一个键,它用于指定无衬线字体(sans-serif 字体)的默认字体。

[ ' SimHei ' ]:是一个列表,其中包含一个字体名称。这里,我们设置默认的无衬线字体为“SimHei”。“SimHei”是一种常用的中文字体,用于在显示中文时确保文字的正常显示。 #

' axes.unicode_minus ':用于指定是否使用Unicode字符来表示负号。

# 加载小费数据
tips = pd.read_csv('data/tips.csv')

# 使用subplots函数创建画布,并在其中添加子图
fig, ax = plt.subplot(figsize=(12,6))

# kde 绘制核密度估计
sns.histplot(tips['total_bill'],kde=True,ax=ax)
ax.set_title('总账单直方图')
plt.show()

运行结果:

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 2、密度图(核密度估计)   kdeplot

        是展示单变量分布的另一种方法,本质上是通过绘制每个数据点为中心的正态分布,然后消除重叠的图,使曲线下的面积为1来创建的。

sns.kdeplot(tips['total_bill'],ax=ax)
ax.set_title('总账单KDE图')
plt.show()

运行结果:

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 3、计数图(条形图)   countplot

        计数图(条形图)是对离散变量(分类变量)计数

sns.countplot(data=tips,x='day')
ax.set_title('Count of days')
ax.set_xlabel('Day of the Week')
ax.set_ylabel('Frequency')
plt.show()

运行结果:

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 三、双变量数据可视化

1、散点图    scatterplot
sns.scatterplot(x='total_bill',y='tip',data=tips)
ax.set_title('Total Bill 和 Tip 散点图')
ax.set_xlabel('Total Bill')
ax.set_ylabel('Tip')
plt.show()

运行结果:

Seaborn——可视化的具体API应用_第4张图片

 regplot 不仅可以绘制散点图,还会拟合回归线,把 fit_reg 设置为False,将只显示散点图

sns.regplot(x='total_bill',y='tip',data=tips)
ax.set_title('regplot of Total Bill and Tip')
ax.set_xlabel('Total Bill')
ax.set_ylabel('Tip')
plt.show()

运行结果:

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 lmplot 函数和regplot函数类似,也可以用于创建散点图。lmplot 函数内部会调用regplot,两者的主要区别是 regplot 创建坐标轴,而 lmplot 创建图

sns.lmplot(x='total_bill',y='tip',data=tips)

运行结果:

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 还可以使用 jointplot 在每个轴上创建包含单个变量的散点图

joint = sns.jointplot(x='total_bill',y='tip',data=tips)
joint.set_axis_labels(xlabel = 'Total Bill', ylabel = 'Tip')
joint.fig.suptitle('Joint Plot of Total Bill and Tip', fontsize = 10, y=1.03)
plt.show()

运行结果:

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 2、蜂巢图

使用 Seaborn 的 jointplot 绘制蜂巢图

joint = sns.jointplot(x='total_bill',y='tip',data=tips,kind='hex')
joint.set_axis_labels(xlabel = 'Total Bill', ylabel = 'Tip')
joint.fig.suptitle('Hexbin Joint Plot of Total Bill and Tip', fontsize = 10, y=1.03)
plt.show()

运行结果:

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3、 2D密度图

2D密度图和 kdeplot 类似,但2D核密度图可展示两个变量

sns.kdeplot(data=tips,x='total_bill',y='tip',fill=True)    # 是否填充轮廓
ax.set_title('Kernel Density Plot of Total Bill and Tip')
ax.set_xlabel('Total Bill')
ax.set_ylabel('Tip')
plt.show()

运行结果:

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sns.kdeplot(data=tips,x='total_bill',y='tip')    # 是否填充轮廓

 运行结果:

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 4、条形图    barplot

barplot 默认会计算平均值

sns.barplot(x='time',y='total_bill',data=tips,errorbar=None)

运行结果:

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 5、箱线图    boxplot

用于显示多种统计信息:最小值,1/4分位,中位数,3/4分位,最大值,以及离群值(如果有)

sns.boxplot(x='time',y='total_bill',data=tips)

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        箱子的中间有一条线,代表了数据的中位数

        箱子的上下底,分别是数据的上四分位数(Q3)和下四分位数(Q1)

        箱体包含了50%的数据。因此,箱子的高度在一定程度上反映了数据的波动程度

        上下边缘则代表了该组数据的最大值最小值

        有时候箱子外部会有一些点,可以理解为数据中的“异常值

Seaborn——可视化的具体API应用_第13张图片

6、小提琴图    violinplot

        箱线图是经典的可视化方法,但可能会掩盖数据的分布,小提琴图能显示与箱线图相同的值 小提琴图把"箱线"绘成核密度估计,有助于保留数据的更多可视化信息

sns.violinplot(x='time',y='total_bill',data=tips)

Seaborn——可视化的具体API应用_第14张图片

 7、成对关系

        当大部分数据是数值时,可以使用 pairplot 函数把所有成对关系绘制出来

        pairplot 函数会为单变量绘制直方图,双变量绘制散点图

 sns.pairplot(tips)

Seaborn——可视化的具体API应用_第15张图片

 pairplot 的缺点是存在冗余信息,图的上半部分和下半部分相同

 可以使用 pairgrid 手动指定图的上半部分和下半部分

pair_grid = sns.PairGrid(tips)
pair_grid.map_upper(sns.regplot)
pair_grid.map_lower(sns.kdeplot)
pair_grid.map_diag(sns.histplot)
plt.show()

Seaborn——可视化的具体API应用_第16张图片

 

 四、多变量数据

1、通过颜色区分

        使用 violinplot 函数时,可以通过 hue 参数按性别(sex)给图着色,可以为“小提琴”的左右两半着不同颜色,用于区分性别

sns.violinplot(x='time', y='total_bill', hue='sex', data=tips, split=True)

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scatter = sns.lmplot(x='total_bill', y='tip', data = tips, hue='sex', fit_reg = False)

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sns.pairplot(tips, hue = 'sex')

Seaborn——可视化的具体API应用_第19张图片

 2、通过大小和形状区分

        可以通过点的大小表示更多信息,但通过大小区分应谨慎使用,当大小差别不大时很难区分 在Seaborn中的 lmplot,可以通过 scatter_kws 参数来控制散点图点的大小

scatter = sns.lmplot(x='total_bill', y='tip', data = tips, fit_reg=False, hue='sex', markers=['o','x'])

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五、Seaborn主题和样式

        可以使用 sns.set_style 函数更改样式,该函数只要运行一次,后续绘图的样式都会发生变化 Seaborn 有5种样式:darkgrid 黑色网格(默认)、whitegrid 白色网格、dark 黑色背景、white 白色背景

fig,ax = plt.subplots()
ax = sns.violinplot(x='time', y='total_bill', hue='sex', data = tips, split = True)

Seaborn——可视化的具体API应用_第21张图片

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