Introdução
Neste laboratório, aprenderemos como criar um Gráfico de Chapéu (Hat Graph) em Python usando a biblioteca Matplotlib. Um Gráfico de Chapéu é uma variante de um gráfico de barras empilhadas, onde cada barra tem a forma de um chapéu. Usaremos um conjunto de dados de pontuações por número de jogo e jogadores para criar o gráfico.
Dicas para a VM
Após a inicialização da VM, clique no canto superior esquerdo para mudar para a aba Notebook e acessar o Jupyter Notebook para praticar.
Às vezes, pode ser necessário aguardar alguns segundos para que o Jupyter Notebook termine de carregar. A validação das operações não pode ser automatizada devido a limitações no Jupyter Notebook.
Se você enfrentar problemas durante o aprendizado, sinta-se à vontade para perguntar ao Labby. Forneça feedback após a sessão, e resolveremos o problema prontamente para você.
Importar Bibliotecas
Nesta etapa, importaremos as bibliotecas necessárias para criar o Gráfico de Chapéu.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
Definir a Função do Gráfico de Chapéu
Nesta etapa, definiremos uma função que cria o Gráfico de Chapéu. A função recebe os seguintes parâmetros:
- ax: Os Axes (eixos) para plotar.
- xlabels: Os nomes das categorias a serem exibidos no eixo x.
- values: Os valores dos dados. As linhas são os grupos e as colunas são as categorias.
- group_labels: Os rótulos dos grupos exibidos na legenda.
def hat_graph(ax, xlabels, values, group_labels):
"""
Cria um gráfico de chapéu.
Parâmetros
----------
ax : matplotlib.axes.Axes
Os Axes para plotar.
xlabels : list de str
Os nomes das categorias a serem exibidos no eixo x.
values : (M, N) array-like
Os valores dos dados.
As linhas são os grupos (len(group_labels) == M).
As colunas são as categorias (len(xlabels) == N).
group_labels : list de str
Os rótulos dos grupos exibidos na legenda.
"""
def label_bars(heights, rects):
"""Anexa um rótulo de texto no topo de cada barra."""
for height, rect in zip(heights, rects):
ax.annotate(f'{height}',
xy=(rect.get_x() + rect.get_width() / 2, height),
xytext=(0, 4), ## 4 pontos de deslocamento vertical.
textcoords='offset points',
ha='center', va='bottom')
values = np.asarray(values)
x = np.arange(values.shape[1])
ax.set_xticks(x, labels=xlabels)
spacing = 0.3 ## espaçamento entre os grupos de chapéus
width = (1 - spacing) / values.shape[0]
heights0 = values[0]
for i, (heights, group_label) in enumerate(zip(values, group_labels)):
style = {'fill': False} if i == 0 else {'edgecolor': 'black'}
rects = ax.bar(x - spacing/2 + i * width, heights - heights0,
width, bottom=heights0, label=group_label, **style)
label_bars(heights, rects)
Preparar Dados
Nesta etapa, inicializaremos rótulos e um array numpy. Certificaremos que temos N rótulos com N números de valores no array.
## inicializar rótulos e um array numpy, certifique-se de ter
## N rótulos com N números de valores no array
xlabels = ['I', 'II', 'III', 'IV', 'V']
playerA = np.array([5, 15, 22, 20, 25])
playerB = np.array([25, 32, 34, 30, 27])
Criar o Gráfico de Chapéu
Nesta etapa, criaremos o Gráfico de Chapéu usando os dados preparados na etapa anterior e a função hat_graph.
fig, ax = plt.subplots()
hat_graph(ax, xlabels, [playerA, playerB], ['Player A', 'Player B'])
## Adicionar algum texto para rótulos, título e rótulos personalizados do eixo x, etc.
ax.set_xlabel('Jogos')
ax.set_ylabel('Pontuação')
ax.set_ylim(0, 60)
ax.set_title('Pontuações por número de jogo e jogadores')
ax.legend()
fig.tight_layout()
plt.show()
Código Completo
Aqui está o código completo para criar o Gráfico de Chapéu em Python.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
def hat_graph(ax, xlabels, values, group_labels):
"""
Cria um gráfico de chapéu.
Parâmetros
----------
ax : matplotlib.axes.Axes
Os Axes para plotar.
xlabels : lista de str
Os nomes das categorias a serem exibidos no eixo x.
values : (M, N) array-like
Os valores dos dados.
As linhas são os grupos (len(group_labels) == M).
As colunas são as categorias (len(xlabels) == N).
group_labels : lista de str
Os rótulos dos grupos exibidos na legenda.
"""
def label_bars(heights, rects):
"""Anexa um rótulo de texto no topo de cada barra."""
for height, rect in zip(heights, rects):
ax.annotate(f'{height}',
xy=(rect.get_x() + rect.get_width() / 2, height),
xytext=(0, 4), ## 4 pontos de deslocamento vertical.
textcoords='offset points',
ha='center', va='bottom')
values = np.asarray(values)
x = np.arange(values.shape[1])
ax.set_xticks(x, labels=xlabels)
spacing = 0.3 ## espaçamento entre os grupos de chapéu
width = (1 - spacing) / values.shape[0]
heights0 = values[0]
for i, (heights, group_label) in enumerate(zip(values, group_labels)):
style = {'fill': False} if i == 0 else {'edgecolor': 'black'}
rects = ax.bar(x - spacing/2 + i * width, heights - heights0,
width, bottom=heights0, label=group_label, **style)
label_bars(heights, rects)
## inicializar rótulos e um array numpy, certifique-se de ter
## N rótulos com N números de valores no array
xlabels = ['I', 'II', 'III', 'IV', 'V']
playerA = np.array([5, 15, 22, 20, 25])
playerB = np.array([25, 32, 34, 30, 27])
fig, ax = plt.subplots()
hat_graph(ax, xlabels, [playerA, playerB], ['Player A', 'Player B'])
## Adicionar algum texto para rótulos, título e rótulos personalizados do eixo x, etc.
ax.set_xlabel('Jogos')
ax.set_ylabel('Pontuação')
ax.set_ylim(0, 60)
ax.set_title('Pontuações por número de jogo e jogadores')
ax.legend()
fig.tight_layout()
plt.show()
Resumo
Neste laboratório, aprendemos como criar um Gráfico de Chapéu em Python usando a biblioteca Matplotlib. Definimos uma função que cria o Gráfico de Chapéu, preparamos os dados e criamos o gráfico usando a função hat_graph. O Gráfico de Chapéu é uma variante de um gráfico de barras empilhadas (stacked bar chart), onde cada barra tem a forma de um chapéu. Usamos um conjunto de dados de pontuações por número de jogo e jogadores para criar o gráfico.