matplotlib绘制常见统计图形(一)

之前的文章一图入门Matplotlib绘图中我们学习了matplotlib中常见图表元素的绘制方法，所有操作都通过可以调用plt的函数实现。本节继续来学习使用matplotlib中生成各种常见的统计图表。后台回复“统计图一”可以获取本文全部代码。

柱形图

matplotlib中使用bar函数绘制柱形图。如果遇到中文无法显示的问题，可以参考本次推送的次条文章。

参数含义如下：

说明两点。一是上面代码中我们用plt.text为柱体添加了文字标签。ha和va是horizontalalignment和verticalalignment的缩写，分别表示水平对齐和垂直对齐，其他参数可以参见下面的链接：

https://matplotlib.org/api/text_api.html#matplotlib.text.Text。

二是关于x传入字符串列表参数替代tick_label。参见下面代码，注意x的值和前面代码的差别，实现的效果是一样的。

水平方向柱形图

水平方向柱形图对应的函数是barh，参数和bar是类似的。上面的图改成水平方向的效果如下：

barh的第一个参数是y轴上标签的位置(或者值)，第二个参数是我们要展示的数据。此时需要用height参数而不是width来控制柱体的“高度”，相应的数字标签的坐标也需要重新设置，其余的参数和前面一致。

堆积柱形图

堆积柱状图本质上还是柱状图，所以还是使用bar和barh函数。但是要在原来的基础上再堆起来一个，所以需要调用两次绘图函数，并且在第二次调用的时候通过bottom参数和left参数指定需要堆叠。例子如下：

• 垂直方向堆积

• 水平方向堆积

• 正负堆积

并列柱状图

同堆积柱状图一样，并列柱状图的实现也是需要调用两次bar()(或者barh())函数，不同的是此时需要通过控制x参数(或y参数)使其左右(或上下)并列。

• 左右并列

• 上下并列

直方图

柱形图描述的是离散型数据的分布，柱体之间有空隙。直方图则用来展示连续型数据的分布，柱体之间没有空隙。使用hist()函数绘制直方图。hist函数的主要参数如下表所示：

随机生成一批140到200的数据，表示学生的身高。每10个一组，看它们的分布情况。

频数直方图

频率直方图

在上面代码基础上增加density参数，设置为True则可以显示频率直方图。

累计频率直方图

在上面基础上增加cumulative=True参数，则可以绘制累计分布频率直方图。

水平方向直方图

水平方向的直方图通过orientation=horizontal参数控制，如下图所示。

堆积直方图

堆积直方图首先要准备好两组数据，并将两组数据进行“合并”成数组的形式，颜色和标签也要进行相应的合并。然后增加stacked=True参数，参考下面代码：

• 垂直方向堆积

• 水平方向堆积

并列直方图

并列直方图只需要在堆积直方图基础上将stacked改为False。

• 垂直方向并列

• 水平方向并列

分裂式饼图

饼图是用来展示比例分布特征的图形，主要使用pie()函数来实现。

使用的参数含义如下表所示：

非分裂式饼图

与分列式饼图相比，只需去掉explode参数即可使饼片不分裂。下面代码同时指定了pctdistance和labeldistance控制百分比和文本标签显示的位置，它们的数值是相对于半径而言的。

环形饼图

环形饼图的实现主要是通过控制wedgeprops参数来实现，它是指组成扇形的饼片对象，可以传入字典参数设置宽度，实现环形效果。如下面代码所示：

给wedgeprops传入一个字典参数，分别设置了宽度为0.4和边界颜色为白色。其中宽度是参考半径显示的，当设置为和半径一样时，就不会显示环形了。此外还设置了textprops参数，控制了环形上的文字颜色。

内嵌环形饼图

将饼图进行嵌套，可以显示多组定性数据的比例分布。同前面的堆积图类似，内嵌的环形图也需要通过画两个环形来实现。这里注意要先画大的环，再画小的环，因为后面绘制的会覆盖前面绘制的。我们设置大环半径为1，小环半径为0.7。

接下来我们对上面的内嵌环图进行修饰。

实际上，pie()函数是有返回值的，分别是饼片列表，文字标签列表，数值标签列表。有了这些返回值，就可以对它的格式进行设置了。

比起前面的图，增加了图例，更改了显示数值的大小和粗细。具体实现的方法是：给pie()函数设置了返回值，通过setp()函数设置文字的大小和粗细。图例设置时，指定了图例元素和文字标签，用bbox_to_anchor将图例显示在饼图之外，四个参数的前两个是图例的起始坐标，后两个是宽度和高度，由于loc设置为center left，意味着(0.91，0)这个点是图例内左边中间的点(可以认为圆心的位置是坐标原点)。最后我们还用前面学习的注释函数标注了内外环对应的果酱品类。这样就显示了两种果酱配料比例的饼状图。

小结

本节我们学习了matplotlib实现柱形图，直方图，饼图的方法，主要有bar()，hist()，pie()三个函数，通过相关参数的设置能够实现不同的效果。