Seaborn 是 基于 matplotlib 开发 的高阶Python 数据可视图库,用于绘制优雅、美观的统计图形。
使用下列别名导入该库:
>>> import matplotlib.pyplot as plt >>> import seaborn as sns
使用 Seaborn 创建图形的基本步骤:
1.准备数据:我们要确保绘制的数据集。
2.设定画布外观:在创建图形之前,我们可以设定画布的外观,例如设置背景颜色、调整坐标轴范围等。可以使用 Matplotlib 进行这些设置。
3.使用 Seaborn 绘图:导入 Seaborn 库并使用其中的函数来绘制图形。Seaborn 也提供了许多高级绘图函数和样式选项,绘图更加简单和美观了。
4.自定义图形:如果需要进一步自定义图形,可以使用 Matplotlib 的函数和方法来进行个性化设置。Seaborn 库是基于 Matplotlib 的,所以我们可以 在 Seaborn 绘图之后使用 Matplotlib 的功能对图形进行自定义 。
>>> import matplotlib.pyplot as plt >>> import seaborn as sns # 导入必要的库 matplotlib.pyplot 和 seaborn >>> tips = sns.load_dataset("tips") # 通过 sns.load_dataset("tips") 加载了一个名为 "tips" 的示例数据集 >>> sns.set_style("whitegrid") # 使用 sns.set_style("whitegrid") 设置绘图的样式 >>> g = sns.lmplot(x="tip", y="total_bill", data=tips, aspect=2) # 使用 sns.lmplot() 创建了一个散点图,并将其赋值给变量 g >>> g = (g.set_axis_labels("Tip","Total bill(USD)").set(xlim=(0,10),ylim=(0,100))) # 连续调用了 set_axis_labels() 和 set() 方法来设置坐标轴标签、坐标轴范围等自定义设置 >>> plt.title("title") >>> plt.show(g) # 使用 plt.title() 方法设置了图形的标题,并通过 plt.show() 函数显示图形
一、数据
>>> import pandas as pd >>> import numpy as np # 导入 pandas 和 numpy 库,并创建了一个形状为 (10, 12) 的随机数组 uniform_data >>> uniform_data = np.random.rand(10, 12) # 使用 np.random.rand(10, 12) 创建一个形状为 (10, 12) 的随机数组赋值给变量 uniform_data。这个数组中的元素是从 0 到 1 之间的随机数 >>> data = pd.DataFrame({'x':np.arange(1,101), 'y':np.random.normal(0,4,100)}) # 使用 pd.DataFrame() 函数创建一个 DataFrame 对象 data。在创建过程中,使用字典类型的数据结构来指定要构建的 DataFrame 的列名和对应的数据
Seaborn 提供了内置数据集,以下加载两个示例数据集:titanic 和 iris:
>>> titanic = sns.load_dataset("titanic") # 加载 "titanic" 数据集 # 这里使用 sns.load_dataset() 函数加载了名为 "titanic" 的数据集,并将其赋值给变量 titanic。该数据集包含有关泰坦尼克号乘客的信息,如乘客等级、性别、年龄、是否存活等 >>> iris = sns.load_dataset("iris") # 这里使用 sns.load_dataset() 函数加载了名为 "iris" 的数据集,并将其赋值给变量 iris。这个数据集记录了鸢尾花的一些测量数据,包括花萼长度、花萼宽度、花瓣长度、花瓣宽度以及鸢尾花的类别(山鸢尾、变色鸢尾和维吉尼亚鸢尾)
二、画布外观
现在我们创建一个大小为 (5, 6) 的画布和一个子图,使用 plt.subplots() 函数创建一个画布并返回包含画布和子图的元组。figsize=(5,6) 参数指定了画布的大小为宽度为 5 英寸,高度为 6 英寸。
>>> f, ax = plt.subplots(figsize=(5,6)) # 创建画布与子图
2.1 Seaborn样式
接下来,我们使用 Seaborn 库设置或重置默认值,设置一些 Matplotlib 参数。通过这些设置,我们就可以控制绘图的默认样式和 Matplotlib 参数。
>>> sns.set() # 使用 sns.set() 函数将 Seaborn 库的默认参数设置为默认值 >>> sns.set_style("whitegrid") # 使用 sns.set_style() 函数将 Seaborn 的样式设置为 "whitegrid",即白色网格样式 # 设置或重置 Seaborn 默认值 >>> sns.set_style("ticks", {"xtick.major.size":8,"ytick.major.size":8}) # 设置 matplotlib 参数 >>> sns.axes_style("whitegrid") # 设置 matplotlib 参数
2.2 上下文函数
我们还可以使用 Seaborn 库设置上下文,并设置一些参数。通过设置上下文和相关参数,就可以 控制绘图的整体样式和元素大小 了。
>>> sns.set_context("talk") # 将上下文设置为 "talk" # 使用 sns.set_context() 函数将上下文设置为 "talk" >>> sns.set_context("notebook",font_scale=1.5,rc={"lines.linewidth":2.5}) # 将上下文设置为"notebook",缩放字体,覆盖参数映射 # 使用 sns.set_context() 函数将上下文设置为 "notebook",这将恢复默认的上下文设置 # font_scale=1.5 参数将字体缩放比例设置为 1.5 倍 # rc={"lines.linewidth": 2.5} 参数将覆盖参数映射,将线条宽度设置为 2.5
2.3 调色板
现在,我们该来用 Seaborn 库来设置调色板的颜色了。
>>> sns.set_palette("husl",3) # 定义调色板 # 定义调色板为 "husl" 并设置颜色个数为 3 # 使用 sns.set_palette() 函数将调色板设置为 "husl",并指定要使用的颜色个数为 3 >>> sns.color_palette("husl") # 使用 with 临时设置调色板 # 使用 sns.color_palette() 函数在上下文管理器中临时设置调色板为 "husl" # 返回一个包含 HUSL 调色板颜色的列表,供后续使用 >>> flatui = ["#9b59b6","#3498db","#95a5a6","#e74c3c","#34495e","#2ecc71"] >>> sns.set_palette(flatui) # 设置调色板 # 定义名为 flatui 的自定义调色板,其中包含了 6 种颜色的代码 # 通过 sns.set_palette() 函数将调色板设置为自定义的颜色列表。
三、使用 Seaborn 绘图
3.1 坐标轴栅格
试着 用 Seaborn 库绘制不同类型的图形 。通过这些绘图函数,我们就可以轻松绘制具有条件关系的子图栅格、分类图和回归模型。
>>> g = sns.FacetGrid(titanic,col="survived", row="sex") # 绘制条件关系的子图栅格 >>> g = g.map(plt.hist,"age") >>> sns.factorplot(x="pclass",y="survived",hue="sex",data=titanic) # 在分面栅格上绘制分类图 >>> sns.lmplot(x="sepal_width",y="sepal_length",hue="species",data=iris) # 绘制适配分面栅格的数据与回归模型
接下来我们使用 Seaborn 库绘制不同类型的配对关系图和双变量分布图,即 绘制配对关系的子图栅格、双变量分布图和核密度估计图。
>>> h = sns.PairGrid(iris) # 绘制配对关系的子图栅格 >>> h = h.map(plt.scatter) # 绘制配对的双变量分布 >>> sns.pairplot(iris) # 绘制双变量图的边际单变量图栅格 >>> i = sns.JointGrid(x="x",y="y",data=data) >>> i = i.plot(sns.regplot,sns.distplot) >>> sns.jointplot("sepal_length","sepal_width",data=iris,kind='kde') # 绘制双变量分布
3.2 各类图形
3.2.1 散点图
使用Seaborn 库绘制含有分类变量的散点图。
>>> sns.stripplot(x="species",y="petal_length",data=iris) # 含分类变量的散点图 >>> sns.swarmplot(x="species",y="petal_length",data=iris) # 含分类变量的散点图
这两种函数都用于在分类变量上绘制散点图,但它们的 布局方式略有不同。stripplot 将所有散点都绘制在一条线上,可能会发生重叠;而 swarmplot 会自动调整散点的位置,避免重叠。
3.2.2 条形图
使用 Seaborn 库绘制带有散点图示符的条形图,用于显示点估计值和置信区间的情况。
>>> sns.barplot(x="sex",y="survived",hue="class",data=titanic) # 用散点图示符显示点估计值和置信区间
该条形图在每个分类变量(这里是 “sex”)的每个水平上绘制了一个条形,并 通过散点图示符显示了对应的点估计值和置信区间 。
3.2.3 计数图
使用 Seaborn 库绘制了一个计数图,用于显示观测数量。
>>> sns.countplot(x="deck",data=titanic,palette="Greens_d") # 显示观测数量 # 使用 sns.countplot() 函数绘制计数图
其中,x=“deck” 表示 x 轴上的变量是 “deck” 列,data=titanic 指定数据集为 titanic,palette=“Greens_d” 设置调色板为 “Greens_d”。
该计数图会根据 “deck” 列的不同水平绘制相应的条形,并在每个条形上显示观测数量。
3.2.4 点图
使用 Seaborn 库绘制一个柱状图,用于显示点估计和置信区间。
# 用柱状图显示点估计和置信区间 >>> sns.pointplot(x="class",y="survived",hue="sex", data=titanic, palette={"male":"g","female":"m"},markers=["^","o"],linestyles=["-","--"])
其中,x=“class” 表示 x 轴上的变量是 “class” 列,y=“survived” 表示 y 轴上的变量是 “survived” 列,hue=“sex” 表示根据 “sex” 列进行分组,data=titanic 指定数据集为 titanic。palette={“male”: “g”, “female”: “m”} 设置性别分类的颜色,markers=[“^”, “o”] 设置点估计的标记样式,linestyles=[“-”, “–”] 设置置信区间的线条样式。
该柱状图会在每个分类变量(这里是 “class”)的每个水平上绘制柱形,而 每个柱形的高度代表对应水平的观测均值 。同时,通过点估计和置信区间的方式显示了不同性别的点估计和置信区间。
3.2.5 箱型图
使用 Seaborn 库绘制箱形图:
>>> sns.boxplot(x="alive",y="age",hue="adult_male",data=titanic) # 箱形图 # 使用 sns.boxplot() 函数绘制箱形图 # 其中,x="alive" 表示 x 轴上的变量是 "alive" 列,y="age" 表示 y 轴上的变量是 "age" 列,hue="adult_male" 表示根据 "adult_male" 列进行分组,data=titanic 指定数据集为 titanic >>> sns.boxplot(data=iris,orient="h") # 箱形图 # 使用 sns.boxplot() 函数绘制箱形图。其中,data=iris 指定数据集为 iris,orient="h" 设置箱形图为水平方向 # 该箱形图绘制了数据集 iris 中所有数值型变量的箱形图,以观察它们的分布情况
3.2.6 小提琴图
使用 Seaborn 库绘制小提琴图:
使用 sns.violinplot() 函数绘制小提琴图。其中,x=“age” 表示 x 轴上的变量是 “age” 列,y=“sex” 表示 y 轴上的变量是 “sex” 列,hue=“survived” 表示根据 “survived” 列进行分组,data=titanic 指定数据集为 titanic。
>>> sns.violinplot(x="age",y="sex",hue="survived",data=titanic)
该小提琴图会根据不同的年龄(“age”)、性别(“sex”)和生还情况(“survived”)绘制相应的小提琴图,以展示这些变量的分布情况。
3.3 回归图
使用 Seaborn 库绘制了散点图并使用线性回归模型进行拟合:
>>> sns.regplot(x="sepal_width", y="sepal_length", data=iris,ax=ax) # 绘制与线性回归模型拟合的数据
使用 sns.regplot() 函数绘制散点图,并使用线性回归模型对数据进行拟合。其中,x=“sepal_width” 表示 x 轴上的变量是 “sepal_width” 列,y=“sepal_length” 表示 y 轴上的变量是 “sepal_length” 列,data=iris 指定数据集为 iris,ax=ax 是可选参数,表示将图形绘制在指定的坐标轴上(ax 是一个坐标轴对象)。
该散点图将根据 “sepal_width” 和 “sepal_length” 的值绘制散点,并在散点图上使用线性回归模型进行拟合,以展示它们之间的线性关系。
3.4 分布图
使用 Seaborn 库绘制单变量分布图:
>>> plot = sns.distplot(data.y,kde=False,color="b") # 绘制单变量分布
使用 sns.distplot() 函数绘制单变量分布图,其中,data.y 是指数据集中的 “y” 列,kde=False 表示不显示核密度估计曲线,color=“b” 表示设置颜色为蓝色。
该单变量分布图会 将 “y” 列的分布情况用直方图表示出来,可以通过调整 kde 参数来同时显示核密度估计曲线,同时也可以通过修改 color 参数来更改直方图的颜色。
3.5 矩阵图
使用 Seaborn 库绘制热力图:
>>> sns.heatmap(uniform_data,vmin=0,vmax=1) # 热力图
使用 sns.heatmap() 函数绘制热力图,其中,uniform_data是要绘制的数据,vmin=0 表示设置颜色映射的最小值为0,vmax=1 表示设置颜色映射的最大值为1。
该热力图会 根据 uniform_data 的数值大小,在图上以不同颜色的方块呈现,并且颜色的深浅表示数值的大小。通过设置 vmin 和 vmax 参数,可以控制颜色映射的范围。
四、深度自定义
4.1 Axisgrid 对象
>>> g.despine(left=True) # 移除左框 >>> g.set_ylabels("Survived") # 设置Y轴的标签 >>> g.set_xticklabels(rotation=45) # 设置X轴刻度标签 >>> g.set_axis_labels("Survived", "Sex") # 设置坐标轴标签 >>> h.set(xlim=(0,5),ylim=(0,5), xticks=[0,2.5,5], yticks=[0,2.5,5]) # 设置X与Y轴的限制和刻度 • 10
4.2 图形
>>> plt.title("A Title") # 添加图形标题 >>> plt.ylabel("Survived") # 调整y轴标签 >>> plt.xlabel("Sex") # 调整x轴标签 >>> plt.ylim(0,100) # 调整y轴限制 >>> plt.xlim(0,10) # 调整x轴限制 >>> plt.setp(ax,yticks=[0,5]) # 调整图形属性 >>> plt.tight_layout() # 调整子图参数
五、显示或保存图形
需要注意的是,savefig() 函数应该在 show() 函数之前调用,因为 show() 函数会清空当前的图形窗口。
在保存图像时,通过设置 transparent=True 参数可以使得背景透明化,即保存的图像中不含有白色背景。
>>> plt.show() # 显示图形 >>> plt.savefig("foo.png") # 将画布保存为图形 >>> plt.savefig("foo.png", transparent=True) # 保存透明画布
5.1 关闭与清除
>>> plt.cla() # 清除坐标轴 >>> plt.clf() # 清除画布 >>> plt.close() # 关闭窗口
需要注意的是,cla() 和 clf() 函数只清除当前的图形对象,而 close() 函数会关闭整个图形窗口。