简介
在本实验中，我们将学习如何使用 Matplotlib 库在 Python 中创建一个帽形图。帽形图是堆叠柱状图的一种变体，其中每个柱子都是帽形。我们将使用一个按游戏数量和玩家分类的分数数据集来创建该图表。
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导入库
在这一步中，我们将导入创建帽形图所需的库。
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
定义帽形图函数
在这一步中，我们将定义一个创建帽形图的函数。该函数接受以下参数：
- ax：要绘制图形的坐标轴。
- xlabels：要在 x 轴上显示的类别名称。
- values：数据值。行是组，列是类别。
- group_labels：图例中显示的组标签。
def hat_graph(ax, xlabels, values, group_labels):
"""
创建一个帽形图。
参数
----------
ax : matplotlib.axes.Axes
要绘制图形的坐标轴。
xlabels : list of str
要在 x 轴上显示的类别名称。
values : (M, N) 类似数组
数据值。
行是组 (len(group_labels) == M)。
列是类别 (len(xlabels) == N)。
group_labels : list of str
图例中显示的组标签。
"""
def label_bars(heights, rects):
"""在每个柱子顶部附加一个文本标签。"""
for height, rect in zip(heights, rects):
ax.annotate(f'{height}',
xy=(rect.get_x() + rect.get_width() / 2, height),
xytext=(0, 4), ## 4 个点的垂直偏移。
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 ## 帽形组之间的间距
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)
准备数据
在这一步中，我们将初始化标签和一个 NumPy 数组。我们要确保数组中有 N 个值对应的 N 个标签。
## 初始化标签和一个 NumPy 数组，确保数组中有
## N 个值对应的 N 个标签
xlabels = ['I', 'II', 'III', 'IV', 'V']
playerA = np.array([5, 15, 22, 20, 25])
playerB = np.array([25, 32, 34, 30, 27])
创建帽形图
在这一步中，我们将使用上一步准备的数据和 hat_graph 函数来创建帽形图。
fig, ax = plt.subplots()
hat_graph(ax, xlabels, [playerA, playerB], ['Player A', 'Player B'])
## 添加一些文本用于标签、标题和自定义 x 轴刻度标签等
ax.set_xlabel('Games')
ax.set_ylabel('Score')
ax.set_ylim(0, 60)
ax.set_title('Scores by number of game and players')
ax.legend()
fig.tight_layout()
plt.show()
完整代码
以下是用 Python 创建帽形图的完整代码。
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
def hat_graph(ax, xlabels, values, group_labels):
"""
创建一个帽形图。
参数
----------
ax : matplotlib.axes.Axes
要绘制图形的坐标轴。
xlabels : list of str
要在 x 轴上显示的类别名称。
values : (M, N) 类似数组
数据值。
行是组 (len(group_labels) == M)。
列是类别 (len(xlabels) == N)。
group_labels : list of str
图例中显示的组标签。
"""
def label_bars(heights, rects):
"""在每个柱子顶部附加一个文本标签。"""
for height, rect in zip(heights, rects):
ax.annotate(f'{height}',
xy=(rect.get_x() + rect.get_width() / 2, height),
xytext=(0, 4), ## 4 个点的垂直偏移。
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 ## 帽形组之间的间距
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)
## 初始化标签和一个 NumPy 数组，确保数组中有
## N 个值对应的 N 个标签
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'])
## 添加一些文本用于标签、标题和自定义 x 轴刻度标签等
ax.set_xlabel('Games')
ax.set_ylabel('Score')
ax.set_ylim(0, 60)
ax.set_title('Scores by number of game and players')
ax.legend()
fig.tight_layout()
plt.show()
总结
在这个实验中，我们学习了如何使用 Matplotlib 库在 Python 中创建帽形图。我们定义了一个创建帽形图的函数，准备了数据，并使用hat_graph函数创建了图形。帽形图是堆叠柱状图的一种变体，其中每个柱子都是帽形。我们使用了一个按游戏数量和玩家分类的分数数据集来创建图形。