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    肖永威的专栏:Pandas高级数据分析快速入门之四——数据可视化篇

    作者:[db:作者] 时间:2021-08-31 22:30

    Pandas高级数据分析快速入门之一——Python开发环境篇
    Pandas高级数据分析快速入门之二——基础篇
    Pandas高级数据分析快速入门之三——数据挖掘与统计分析篇
    Pandas高级数据分析快速入门之四——数据可视化篇
    Pandas高级数据分析快速入门之五——机器学习特征工程篇
    Pandas高级数据分析快速入门之六——机器学习预测分析篇

    1. 关于Matlibplot

    Matplotlib 是 Python 的绘图库。 它可与 NumPy 一起使用,提供了一种有效的 MatLab 开源替代方案。

    import matplotlib.pyplot as plt
    import numpy as np
    from scipy import stats  # 科学计算包
    
    def stats_linear_regression(df):
        user_df = df.loc[df['carduser_id']== 2085603 ].reset_index(drop=True)
           
        Days = user_df['days'].values
        Days = Days[1:]
        k = []
        for i in range(len(Days)):
            k.append(i)
        #Days = Days.reshape(-1,1)
        x = np.array(k)
        y = Days
        # 科学计算包中统计方法,用于计算散点回归线趋势的斜率、截距
        slope, intercept, r_value, p_value, std_err = stats.linregress(x, y) 
        print('slope is ' + str(slope))
        
        # 画图
        plt.rcParams['figure.figsize']= 10,5 #设置图例尺寸
        plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #设置为中文黑体,如果设置楷体则为 KaiTi
        plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False
    
        plt.scatter(x, y, color='b',label='间隔时间')
        plt.plot(x, slope*x + intercept, color='r',label='趋势回归线')
        plt.legend()      #绘制图例,右上角标识图
        plt.show()        #显示图形
        # plt.savefig("temp.png")
    

    数据及代码,接上文[1]。

    其中,绘图通用、基本部分为设置图片尺寸和中文兼容设置,详见代码中的注释。

    提示:示例代码中plt.savefig(“temp.png”),很容易的把图像保存到文件中,如果直接生产文件时,可以不使用plt.show()函数(界面不显示)。

    stats_linear_regression(trade_df)
    
    slope is -0.11791958041958041
    

    在这里插入图片描述

    2. Pandas绘图

    Pandas绘图是基于Matlibplot和Numpy,二次封装,以实现简化绘图工作。

    2.1. 画直方图

    plt.rcParams['figure.figsize']= 12,6 
    plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #显示中文标签 KaiTi
    plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False
    
    df=trade_df[['balance','recharge','volumn','amount']] # 交易数据来自上篇文章内容
    df.hist()
    plt.show()
    

    在这里插入图片描述

    2.2. 画密度图曲线图

    接续上一锻炼“2.1”代码。

    df.plot(kind='density',subplots=True,layout=(2,2),sharex=False,fontsize=8)
    plt.show()
    

    在这里插入图片描述

    2.3. 画折线图

    使用上篇文章[1]的月份交易汇聚数据,详见其代码顺序执行即可。

    user_df = ms_df.loc[ms_df['carduser_id']==2085603].reset_index(drop=True)
    # 月份转序列化
    user_df[['年月']] = user_df['yearmonth'].apply(lambda x: str(x)[0:4] + '-' + str(x)[4:6])
    
    df = user_df[['balance','recharge','amount','年月']]
    df = df.set_index('年月')
    
    df.plot()
    

    注:代码中,额外增加把年月转换为字符串后,做为横坐标的序列,而不是原有数字,避免为直接数值大小的使用。

    在这里插入图片描述

    2.4. 画柱状图

    user_df = ms_df.loc[ms_df['carduser_id']==2085603].reset_index(drop=True)
    # 月份转序列化
    user_df[['年月']] = user_df['yearmonth'].apply(lambda x: str(x)[0:4] + '-' + str(x)[4:6])
    
    df = user_df[['balance','recharge','amount','年月']]
    df = df.set_index('年月')
    
    df.plot.bar()
    

    在这里插入图片描述

    2.5. 画饼状图

    user_df = ms_df.loc[(ms_df['carduser_id']==2085603) & (ms_df['year']==2021)].reset_index(drop=True)
    # 月份转序列化
    user_df[['年月']] = user_df['yearmonth'].apply(lambda x: str(x)[0:4] + '-' + str(x)[4:6])
    
    df = user_df[['balance','recharge','amount','年月']]
    df = df.set_index('年月')
    df.plot.pie(subplots=True,figsize=(10, 8),autopct='%.2f%%',radius = 1.2,startangle = 250,legend=False,colormap='viridis')
    

    在这里插入图片描述

    2.6. 画条形图

    user_df = ms_df.loc[(ms_df['carduser_id']==2085603) & (ms_df['year']==2021)].reset_index(drop=True)
    # 月份转序列化
    user_df[['年月']] = user_df['yearmonth'].apply(lambda x: str(x)[0:4] + '-' + str(x)[4:6])
    
    df = user_df[['balance','recharge','amount','年月']]
    df = df.set_index('年月')
    df.plot.barh()
    

    在这里插入图片描述

    3. 复杂图形

    3.1. 热力图(皮尔逊相关)

    import matplotlib.pyplot as plt
    
    cols_name = ['carduser_id','yearmonth','sumamount','recharge','amount','goods','volumn','tradecount','balance','month','year']
    cols_name.remove('carduser_id') #客户号不参与相关计算,没有意义
    correlations = ms_df[cols_name].corr(method='pearson',min_periods=1)  #计算变量之间的相关系数矩阵
    plt.rcParams['figure.figsize']= 12,10 
    fig = plt.figure() #调用figure创建一个绘图对象
    ax = fig.add_subplot(111)
    cax = ax.matshow(correlations,cmap = 'viridis', vmin=-1, vmax=1)  #绘制热力图,从-1到1
    fig.colorbar(cax)  #将matshow生成热力图设置为颜色渐变条
    ticks = np.arange(0,len(correlations),1) #生成0-9,步长为1
    ax.set_xticks(ticks)  #生成刻度
    ax.set_yticks(ticks)
    ax.set_xticklabels(cols_name) #生成x轴标签
    ax.set_yticklabels(cols_name)
    plt.show()
    

    在这里插入图片描述