50 оттенков matplotlib — The Master Plots (с полным кодом на Python)

Те, кто работает с данными, отлично знают, что не в нейросетке счастье — а в том, как правильно обработать данные. Но чтобы их обработать, необходимо сначала проанализировать корреляции, выбрать нужные данные, выкинуть ненужные и так далее. Для подобных целей часто используется визуализация с помощью библиотеки matplotlib.



Встретимся «внутри»!

Настройка

Запустите следующий код для настройки. Отдельные диаграммы, впрочем, переопределяют свои настройки сами.

# !pip install brewer2mpl
import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import warnings; warnings.filterwarnings(action='once')

large = 22; med = 16; small = 12
params = {'axes.titlesize': large,
          'legend.fontsize': med,
          'figure.figsize': (16, 10),
          'axes.labelsize': med,
          'axes.titlesize': med,
          'xtick.labelsize': med,
          'ytick.labelsize': med,
          'figure.titlesize': large}
plt.rcParams.update(params)
plt.style.use('seaborn-whitegrid')
sns.set_style("white")
%matplotlib inline

# Version
print(mpl.__version__)  #> 3.0.0
print(sns.__version__)  #> 0.9.0

Корреляция

Графики корреляции используются для визуализации взаимосвязи между 2 или более переменными. То есть, как одна переменная изменяется по отношению к другой.

1. Точечный график

Scatteplot — это классический и фундаментальный вид диаграммы, используемый для изучения взаимосвязи между двумя переменными. Если у вас есть несколько групп в ваших данных, вы можете визуализировать каждую группу в другом цвете. В matplotlib вы можете легко сделать это, используя plt.scatterplot().

Показать код

# Import dataset 
midwest = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/midwest_filter.csv")

# Prepare Data 
# Create as many colors as there are unique midwest['category']
categories = np.unique(midwest['category'])
colors = [plt.cm.tab10(i/float(len(categories)-1)) for i in range(len(categories))]

# Draw Plot for Each Category
plt.figure(figsize=(16, 10), dpi= 80, facecolor='w', edgecolor='k')

for i, category in enumerate(categories):
    plt.scatter('area', 'poptotal', 
                data=midwest.loc[midwest.category==category, :], 
                s=20, c=colors[i], label=str(category))

# Decorations
plt.gca().set(xlim=(0.0, 0.1), ylim=(0, 90000),
              xlabel='Area', ylabel='Population')

plt.xticks(fontsize=12); plt.yticks(fontsize=12)
plt.title("Scatterplot of Midwest Area vs Population", fontsize=22)
plt.legend(fontsize=12)    
plt.show()  

2. Пузырьковая диаграмма с захватом группы

Иногда хочется показать группу точек внутри границы, чтобы подчеркнуть их важность. В этом примере мы получаем записи из фрейма данных, которые должны быть выделены, и передаем их в encircle() описанный в приведенном ниже коде.

Показать код

from matplotlib import patches
from scipy.spatial import ConvexHull
import warnings; warnings.simplefilter('ignore')
sns.set_style("white")

# Step 1: Prepare Data
midwest = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/midwest_filter.csv")

# As many colors as there are unique midwest['category']
categories = np.unique(midwest['category'])
colors = [plt.cm.tab10(i/float(len(categories)-1)) for i in range(len(categories))]

# Step 2: Draw Scatterplot with unique color for each category
fig = plt.figure(figsize=(16, 10), dpi= 80, facecolor='w', edgecolor='k')    

for i, category in enumerate(categories):
    plt.scatter('area', 'poptotal', data=midwest.loc[midwest.category==category, :], s='dot_size', c=colors[i], label=str(category), edgecolors='black', linewidths=.5)

# Step 3: Encircling
# https://stackoverflow.com/questions/44575681/how-do-i-encircle-different-data-sets-in-scatter-plot
def encircle(x,y, ax=None, **kw):
    if not ax: ax=plt.gca()
    p = np.c_[x,y]
    hull = ConvexHull(p)
    poly = plt.Polygon(p[hull.vertices,:], **kw)
    ax.add_patch(poly)

# Select data to be encircled
midwest_encircle_data = midwest.loc[midwest.state=='IN', :]                         

# Draw polygon surrounding vertices    
encircle(midwest_encircle_data.area, midwest_encircle_data.poptotal, ec="k", fc="gold", alpha=0.1)
encircle(midwest_encircle_data.area, midwest_encircle_data.poptotal, ec="firebrick", fc="none", linewidth=1.5)

# Step 4: Decorations
plt.gca().set(xlim=(0.0, 0.1), ylim=(0, 90000),
              xlabel='Area', ylabel='Population')

plt.xticks(fontsize=12); plt.yticks(fontsize=12)
plt.title("Bubble Plot with Encircling", fontsize=22)
plt.legend(fontsize=12)    
plt.show()    

3. График линейной регрессии best fit

Если вы хотите понять, как две переменные изменяются по отношению друг к другу, лучше всего подойдет линия best fit. На графике ниже показано, как best fit отличается среди различных групп данных. Чтобы отключить группировки и просто нарисовать одну линию best fit для всего набора данных, удалите параметр hue='cyl' из sns.lmplot() ниже.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/mpg_ggplot2.csv")
df_select = df.loc[df.cyl.isin([4,8]), :]

# Plot
sns.set_style("white")
gridobj = sns.lmplot(x="displ", y="hwy", hue="cyl", data=df_select, 
                     height=7, aspect=1.6, robust=True, palette='tab10', 
                     scatter_kws=dict(s=60, linewidths=.7, edgecolors='black'))

# Decorations
gridobj.set(xlim=(0.5, 7.5), ylim=(0, 50))
plt.title("Scatterplot with line of best fit grouped by number of cylinders", fontsize=20)
plt.show()

Каждая строка регрессии в своем собственном столбце

Кроме того, вы можете показать линию best fit для каждой группы в отдельном столбце. Вы хотите сделать это, установив параметр col=groupingcolumn внутри sns.lmplot().

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/mpg_ggplot2.csv")
df_select = df.loc[df.cyl.isin([4,8]), :]

# Each line in its own column
sns.set_style("white")
gridobj = sns.lmplot(x="displ", y="hwy", 
                     data=df_select, 
                     height=7, 
                     robust=True, 
                     palette='Set1', 
                     col="cyl",
                     scatter_kws=dict(s=60, linewidths=.7, edgecolors='black'))

# Decorations
gridobj.set(xlim=(0.5, 7.5), ylim=(0, 50))
plt.show()

4. Stripplot

Часто несколько точек данных имеют одинаковые значения X и Y. В результате несколько точек наносятся друг на друга и скрываются. Чтобы избежать этого, слегка раздвиньте точки, чтобы вы могли видеть их визуально. Это удобно делать с помощью стрипплота stripplot().

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/mpg_ggplot2.csv")

# Draw Stripplot
fig, ax = plt.subplots(figsize=(16,10), dpi= 80)    
sns.stripplot(df.cty, df.hwy, jitter=0.25, size=8, ax=ax, linewidth=.5)

# Decorations
plt.title('Use jittered plots to avoid overlapping of points', fontsize=22)
plt.show()

5. График подсчета (Counts Plot)

Другим вариантом, позволяющим избежать проблемы наложения точек, является увеличение размера точки в зависимости от того, сколько точек лежит в этом месте. Таким образом, чем больше размер точки, тем больше концентрация точек вокруг нее.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/mpg_ggplot2.csv")
df_counts = df.groupby(['hwy', 'cty']).size().reset_index(name='counts')

# Draw Stripplot
fig, ax = plt.subplots(figsize=(16,10), dpi= 80)    
sns.scatterplot(df_counts.cty, df_counts.hwy, size=df_counts.counts*2, ax=ax)

# Decorations
plt.title('Counts Plot - Size of circle is bigger as more points overlap', fontsize=22)
plt.show()

6. Построчная гистограмма

Построчные гистограммы имеют гистограмму вдоль переменных оси X и Y. Это используется для визуализации отношений между X и Y вместе с одномерным распределением X и Y по отдельности. Этот график часто используется в анализе данных (EDA).

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/mpg_ggplot2.csv")

# Create Fig and gridspec
fig = plt.figure(figsize=(16, 10), dpi= 80)
grid = plt.GridSpec(4, 4, hspace=0.5, wspace=0.2)

# Define the axes
ax_main = fig.add_subplot(grid[:-1, :-1])
ax_right = fig.add_subplot(grid[:-1, -1], xticklabels=[], yticklabels=[])
ax_bottom = fig.add_subplot(grid[-1, 0:-1], xticklabels=[], yticklabels=[])

# Scatterplot on main ax
ax_main.scatter('displ', 'hwy', s=df.cty*4, c=df.manufacturer.astype('category').cat.codes, alpha=.9, data=df, cmap="tab10", edgecolors='gray', linewidths=.5)

# histogram on the right
ax_bottom.hist(df.displ, 40, histtype='stepfilled', orientation='vertical', color='deeppink')
ax_bottom.invert_yaxis()

# histogram in the bottom
ax_right.hist(df.hwy, 40, histtype='stepfilled', orientation='horizontal', color='deeppink')

# Decorations
ax_main.set(title='Scatterplot with Histograms \n displ vs hwy', xlabel='displ', ylabel='hwy')
ax_main.title.set_fontsize(20)
for item in ([ax_main.xaxis.label, ax_main.yaxis.label] + ax_main.get_xticklabels() + ax_main.get_yticklabels()):
    item.set_fontsize(14)

xlabels = ax_main.get_xticks().tolist()
ax_main.set_xticklabels(xlabels)
plt.show()

7. Boxplot

Boxplot служит той же цели, что и построчная гистограмма. Тем не менее, этот график помогает точно определить медиану, 25-й и 75-й персентили X и Y.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/mpg_ggplot2.csv")

# Create Fig and gridspec
fig = plt.figure(figsize=(16, 10), dpi= 80)
grid = plt.GridSpec(4, 4, hspace=0.5, wspace=0.2)

# Define the axes
ax_main = fig.add_subplot(grid[:-1, :-1])
ax_right = fig.add_subplot(grid[:-1, -1], xticklabels=[], yticklabels=[])
ax_bottom = fig.add_subplot(grid[-1, 0:-1], xticklabels=[], yticklabels=[])

# Scatterplot on main ax
ax_main.scatter('displ', 'hwy', s=df.cty*5, c=df.manufacturer.astype('category').cat.codes, alpha=.9, data=df, cmap="Set1", edgecolors='black', linewidths=.5)

# Add a graph in each part
sns.boxplot(df.hwy, ax=ax_right, orient="v")
sns.boxplot(df.displ, ax=ax_bottom, orient="h")

# Decorations ------------------
# Remove x axis name for the boxplot
ax_bottom.set(xlabel='')
ax_right.set(ylabel='')

# Main Title, Xlabel and YLabel
ax_main.set(title='Scatterplot with Histograms \n displ vs hwy', xlabel='displ', ylabel='hwy')

# Set font size of different components
ax_main.title.set_fontsize(20)
for item in ([ax_main.xaxis.label, ax_main.yaxis.label] + ax_main.get_xticklabels() + ax_main.get_yticklabels()):
    item.set_fontsize(14)

plt.show()

8. Диаграмма корреляции

Диаграмма корреляции используется для визуального просмотра метрики корреляции между всеми возможными парами числовых переменных в данном наборе данных (или двумерном массиве).

Показать код

# Import Dataset
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mtcars.csv")

# Plot
plt.figure(figsize=(12,10), dpi= 80)
sns.heatmap(df.corr(), xticklabels=df.corr().columns, yticklabels=df.corr().columns, cmap='RdYlGn', center=0, annot=True)

# Decorations
plt.title('Correlogram of mtcars', fontsize=22)
plt.xticks(fontsize=12)
plt.yticks(fontsize=12)
plt.show()

9. Парный график

Часто используется в исследовательском анализе, чтобы понять взаимосвязь между всеми возможными парами числовых переменных. Это обязательный инструмент для двумерного анализа.

Показать код

# Load Dataset
df = sns.load_dataset('iris')

# Plot
plt.figure(figsize=(10,8), dpi= 80)
sns.pairplot(df, kind="scatter", hue="species", plot_kws=dict(s=80, edgecolor="white", linewidth=2.5))
plt.show()

Показать код

# Load Dataset
df = sns.load_dataset('iris')

# Plot
plt.figure(figsize=(10,8), dpi= 80)
sns.pairplot(df, kind="reg", hue="species")
plt.show()

Отклонение

10. Расходящиеся стобцы

Если вы хотите увидеть, как элементы меняются в зависимости от одной метрики, и визуализировать порядок и величину этой дисперсии, расходящиеся стобцы — отличный инструмент. Он помогает быстро дифференцировать производительность групп в ваших данных, является достаточно интуитивным и мгновенно передает смысл.

Показать код

# Prepare Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mtcars.csv")
x = df.loc[:, ['mpg']]
df['mpg_z'] = (x - x.mean())/x.std()
df['colors'] = ['red' if x < 0 else 'green' for x in df['mpg_z']]
df.sort_values('mpg_z', inplace=True)
df.reset_index(inplace=True)

# Draw plot
plt.figure(figsize=(14,10), dpi= 80)
plt.hlines(y=df.index, xmin=0, xmax=df.mpg_z, color=df.colors, alpha=0.4, linewidth=5)

# Decorations
plt.gca().set(ylabel='$Model$', xlabel='$Mileage$')
plt.yticks(df.index, df.cars, fontsize=12)
plt.title('Diverging Bars of Car Mileage', fontdict={'size':20})
plt.grid(linestyle='--', alpha=0.5)
plt.show()

11. Расходящиеся стобцы с текстом

— похожи на расходящиеся столбцы, и это предпочтительнее, если вы хотите показать значимость каждого элемента в диаграмме в хорошем и презентабельном виде.

Показать код

# Prepare Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mtcars.csv")
x = df.loc[:, ['mpg']]
df['mpg_z'] = (x - x.mean())/x.std()
df['colors'] = ['red' if x < 0 else 'green' for x in df['mpg_z']]
df.sort_values('mpg_z', inplace=True)
df.reset_index(inplace=True)

# Draw plot
plt.figure(figsize=(14,14), dpi= 80)
plt.hlines(y=df.index, xmin=0, xmax=df.mpg_z)
for x, y, tex in zip(df.mpg_z, df.index, df.mpg_z):
    t = plt.text(x, y, round(tex, 2), horizontalalignment='right' if x < 0 else 'left', 
                 verticalalignment='center', fontdict={'color':'red' if x < 0 else 'green', 'size':14})

# Decorations    
plt.yticks(df.index, df.cars, fontsize=12)
plt.title('Diverging Text Bars of Car Mileage', fontdict={'size':20})
plt.grid(linestyle='--', alpha=0.5)
plt.xlim(-2.5, 2.5)
plt.show()

12. Расходящиеся точки

График расходящихся точек также похож на расходящиеся столбцы. Однако по сравнению с расходящимися столбиками, отсутствие столбцов уменьшает степень контрастности и несоответствия между группами.

Показать код

# Prepare Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mtcars.csv")
x = df.loc[:, ['mpg']]
df['mpg_z'] = (x - x.mean())/x.std()
df['colors'] = ['red' if x < 0 else 'darkgreen' for x in df['mpg_z']]
df.sort_values('mpg_z', inplace=True)
df.reset_index(inplace=True)

# Draw plot
plt.figure(figsize=(14,16), dpi= 80)
plt.scatter(df.mpg_z, df.index, s=450, alpha=.6, color=df.colors)
for x, y, tex in zip(df.mpg_z, df.index, df.mpg_z):
    t = plt.text(x, y, round(tex, 1), horizontalalignment='center', 
                 verticalalignment='center', fontdict={'color':'white'})

# Decorations
# Lighten borders
plt.gca().spines["top"].set_alpha(.3)
plt.gca().spines["bottom"].set_alpha(.3)
plt.gca().spines["right"].set_alpha(.3)
plt.gca().spines["left"].set_alpha(.3)

plt.yticks(df.index, df.cars)
plt.title('Diverging Dotplot of Car Mileage', fontdict={'size':20})
plt.xlabel('$Mileage$')
plt.grid(linestyle='--', alpha=0.5)
plt.xlim(-2.5, 2.5)
plt.show()

13. Расходящаяся диаграмма Lollipop с маркерами

Lollipop обеспечивает гибкий способ визуализации расхождения, делая акцент на любых значимых точках данных, на которые вы хотите обратить внимание.

Показать код

# Prepare Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mtcars.csv")
x = df.loc[:, ['mpg']]
df['mpg_z'] = (x - x.mean())/x.std()
df['colors'] = 'black'

# color fiat differently
df.loc[df.cars == 'Fiat X1-9', 'colors'] = 'darkorange'
df.sort_values('mpg_z', inplace=True)
df.reset_index(inplace=True)


# Draw plot
import matplotlib.patches as patches

plt.figure(figsize=(14,16), dpi= 80)
plt.hlines(y=df.index, xmin=0, xmax=df.mpg_z, color=df.colors, alpha=0.4, linewidth=1)
plt.scatter(df.mpg_z, df.index, color=df.colors, s=[600 if x == 'Fiat X1-9' else 300 for x in df.cars], alpha=0.6)
plt.yticks(df.index, df.cars)
plt.xticks(fontsize=12)

# Annotate
plt.annotate('Mercedes Models', xy=(0.0, 11.0), xytext=(1.0, 11), xycoords='data', 
            fontsize=15, ha='center', va='center',
            bbox=dict(boxstyle='square', fc='firebrick'),
            arrowprops=dict(arrowstyle='-[, widthB=2.0, lengthB=1.5', lw=2.0, color='steelblue'), color='white')

# Add Patches
p1 = patches.Rectangle((-2.0, -1), width=.3, height=3, alpha=.2, facecolor='red')
p2 = patches.Rectangle((1.5, 27), width=.8, height=5, alpha=.2, facecolor='green')
plt.gca().add_patch(p1)
plt.gca().add_patch(p2)

# Decorate
plt.title('Diverging Bars of Car Mileage', fontdict={'size':20})
plt.grid(linestyle='--', alpha=0.5)
plt.show()

14. Диаграмма площади

Раскрашивая область между осью и линиями, диаграмма площади подчеркивает пики и впадины, но и на продолжительности максимумов и минимумов. Чем больше продолжительность максимумов, тем больше площадь под линией.

Показать код

import numpy as np
import pandas as pd

# Prepare Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/economics.csv", parse_dates=['date']).head(100)
x = np.arange(df.shape[0])
y_returns = (df.psavert.diff().fillna(0)/df.psavert.shift(1)).fillna(0) * 100

# Plot
plt.figure(figsize=(16,10), dpi= 80)
plt.fill_between(x[1:], y_returns[1:], 0, where=y_returns[1:] >= 0, facecolor='green', interpolate=True, alpha=0.7)
plt.fill_between(x[1:], y_returns[1:], 0, where=y_returns[1:] <= 0, facecolor='red', interpolate=True, alpha=0.7)

# Annotate
plt.annotate('Peak \n1975', xy=(94.0, 21.0), xytext=(88.0, 28),
             bbox=dict(boxstyle='square', fc='firebrick'),
             arrowprops=dict(facecolor='steelblue', shrink=0.05), fontsize=15, color='white')


# Decorations
xtickvals = [str(m)[:3].upper()+"-"+str(y) for y,m in zip(df.date.dt.year, df.date.dt.month_name())]
plt.gca().set_xticks(x[::6])
plt.gca().set_xticklabels(xtickvals[::6], rotation=90, fontdict={'horizontalalignment': 'center', 'verticalalignment': 'center_baseline'})
plt.ylim(-35,35)
plt.xlim(1,100)
plt.title("Month Economics Return %", fontsize=22)
plt.ylabel('Monthly returns %')
plt.grid(alpha=0.5)
plt.show()

Ранжирование

15. Упорядоченная гистограмма

Упорядоченная гистограмма эффективно передает порядок ранжирования элементов. Но, добавив значение показателя над диаграммой, пользователь получает точную информацию от самой диаграммы.

Показать код

# Prepare Data
df_raw = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")
df = df_raw[['cty', 'manufacturer']].groupby('manufacturer').apply(lambda x: x.mean())
df.sort_values('cty', inplace=True)
df.reset_index(inplace=True)

# Draw plot
import matplotlib.patches as patches

fig, ax = plt.subplots(figsize=(16,10), facecolor='white', dpi= 80)
ax.vlines(x=df.index, ymin=0, ymax=df.cty, color='firebrick', alpha=0.7, linewidth=20)

# Annotate Text
for i, cty in enumerate(df.cty):
    ax.text(i, cty+0.5, round(cty, 1), horizontalalignment='center')


# Title, Label, Ticks and Ylim
ax.set_title('Bar Chart for Highway Mileage', fontdict={'size':22})
ax.set(ylabel='Miles Per Gallon', ylim=(0, 30))
plt.xticks(df.index, df.manufacturer.str.upper(), rotation=60, horizontalalignment='right', fontsize=12)

# Add patches to color the X axis labels
p1 = patches.Rectangle((.57, -0.005), width=.33, height=.13, alpha=.1, facecolor='green', transform=fig.transFigure)
p2 = patches.Rectangle((.124, -0.005), width=.446, height=.13, alpha=.1, facecolor='red', transform=fig.transFigure)
fig.add_artist(p1)
fig.add_artist(p2)
plt.show()

16. Диаграмма Lollipop

Диаграмма Lollipop служит аналогичной цели как упорядоченная гистограмма визуально приятным способом.

Показать код

# Prepare Data
df_raw = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")
df = df_raw[['cty', 'manufacturer']].groupby('manufacturer').apply(lambda x: x.mean())
df.sort_values('cty', inplace=True)
df.reset_index(inplace=True)

# Draw plot
fig, ax = plt.subplots(figsize=(16,10), dpi= 80)
ax.vlines(x=df.index, ymin=0, ymax=df.cty, color='firebrick', alpha=0.7, linewidth=2)
ax.scatter(x=df.index, y=df.cty, s=75, color='firebrick', alpha=0.7)

# Title, Label, Ticks and Ylim
ax.set_title('Lollipop Chart for Highway Mileage', fontdict={'size':22})
ax.set_ylabel('Miles Per Gallon')
ax.set_xticks(df.index)
ax.set_xticklabels(df.manufacturer.str.upper(), rotation=60, fontdict={'horizontalalignment': 'right', 'size':12})
ax.set_ylim(0, 30)

# Annotate
for row in df.itertuples():
    ax.text(row.Index, row.cty+.5, s=round(row.cty, 2), horizontalalignment= 'center', verticalalignment='bottom', fontsize=14)

plt.show()

17. Поточечный график с подписями

Точечный график передает порядок ранжирования предметов. А поскольку он выровнен вдоль горизонтальной оси, вы можете визуально оценить, как далеко точки находятся друг от друга.

Показать код

# Prepare Data
df_raw = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")
df = df_raw[['cty', 'manufacturer']].groupby('manufacturer').apply(lambda x: x.mean())
df.sort_values('cty', inplace=True)
df.reset_index(inplace=True)

# Draw plot
fig, ax = plt.subplots(figsize=(16,10), dpi= 80)
ax.hlines(y=df.index, xmin=11, xmax=26, color='gray', alpha=0.7, linewidth=1, linestyles='dashdot')
ax.scatter(y=df.index, x=df.cty, s=75, color='firebrick', alpha=0.7)

# Title, Label, Ticks and Ylim
ax.set_title('Dot Plot for Highway Mileage', fontdict={'size':22})
ax.set_xlabel('Miles Per Gallon')
ax.set_yticks(df.index)
ax.set_yticklabels(df.manufacturer.str.title(), fontdict={'horizontalalignment': 'right'})
ax.set_xlim(10, 27)
plt.show()

18. Наклонная карта

Диаграмма уклона наиболее подходит для сравнения позиций «До» и «После» данного человека / предмета.

Показать код

import matplotlib.lines as mlines
# Import Data
df = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/gdppercap.csv")

left_label = [str(c) + ', '+ str(round(y)) for c, y in zip(df.continent, df['1952'])]
right_label = [str(c) + ', '+ str(round(y)) for c, y in zip(df.continent, df['1957'])]
klass = ['red' if (y1-y2) < 0 else 'green' for y1, y2 in zip(df['1952'], df['1957'])]

# draw line
# https://stackoverflow.com/questions/36470343/how-to-draw-a-line-with-matplotlib/36479941
def newline(p1, p2, color='black'):
    ax = plt.gca()
    l = mlines.Line2D([p1[0],p2[0]], [p1[1],p2[1]], color='red' if p1[1]-p2[1] > 0 else 'green', marker='o', markersize=6)
    ax.add_line(l)
    return l

fig, ax = plt.subplots(1,1,figsize=(14,14), dpi= 80)

# Vertical Lines
ax.vlines(x=1, ymin=500, ymax=13000, color='black', alpha=0.7, linewidth=1, linestyles='dotted')
ax.vlines(x=3, ymin=500, ymax=13000, color='black', alpha=0.7, linewidth=1, linestyles='dotted')

# Points
ax.scatter(y=df['1952'], x=np.repeat(1, df.shape[0]), s=10, color='black', alpha=0.7)
ax.scatter(y=df['1957'], x=np.repeat(3, df.shape[0]), s=10, color='black', alpha=0.7)

# Line Segmentsand Annotation
for p1, p2, c in zip(df['1952'], df['1957'], df['continent']):
    newline([1,p1], [3,p2])
    ax.text(1-0.05, p1, c + ', ' + str(round(p1)), horizontalalignment='right', verticalalignment='center', fontdict={'size':14})
    ax.text(3+0.05, p2, c + ', ' + str(round(p2)), horizontalalignment='left', verticalalignment='center', fontdict={'size':14})

# 'Before' and 'After' Annotations
ax.text(1-0.05, 13000, 'BEFORE', horizontalalignment='right', verticalalignment='center', fontdict={'size':18, 'weight':700})
ax.text(3+0.05, 13000, 'AFTER', horizontalalignment='left', verticalalignment='center', fontdict={'size':18, 'weight':700})

# Decoration
ax.set_title("Slopechart: Comparing GDP Per Capita between 1952 vs 1957", fontdict={'size':22})
ax.set(xlim=(0,4), ylim=(0,14000), ylabel='Mean GDP Per Capita')
ax.set_xticks([1,3])
ax.set_xticklabels(["1952", "1957"])
plt.yticks(np.arange(500, 13000, 2000), fontsize=12)

# Lighten borders
plt.gca().spines["top"].set_alpha(.0)
plt.gca().spines["bottom"].set_alpha(.0)
plt.gca().spines["right"].set_alpha(.0)
plt.gca().spines["left"].set_alpha(.0)
plt.show()

19. «Гантели»

График «Гантели» передает позиции «до» и «после» различных влияний, а также порядок ранжирования предметов. Это очень полезно, если вы хотите визуализировать влияние чего-либо на разные объекты.

Показать код

import matplotlib.lines as mlines

# Import Data
df = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/health.csv")
df.sort_values('pct_2014', inplace=True)
df.reset_index(inplace=True)

# Func to draw line segment
def newline(p1, p2, color='black'):
    ax = plt.gca()
    l = mlines.Line2D([p1[0],p2[0]], [p1[1],p2[1]], color='skyblue')
    ax.add_line(l)
    return l

# Figure and Axes
fig, ax = plt.subplots(1,1,figsize=(14,14), facecolor='#f7f7f7', dpi= 80)

# Vertical Lines
ax.vlines(x=.05, ymin=0, ymax=26, color='black', alpha=1, linewidth=1, linestyles='dotted')
ax.vlines(x=.10, ymin=0, ymax=26, color='black', alpha=1, linewidth=1, linestyles='dotted')
ax.vlines(x=.15, ymin=0, ymax=26, color='black', alpha=1, linewidth=1, linestyles='dotted')
ax.vlines(x=.20, ymin=0, ymax=26, color='black', alpha=1, linewidth=1, linestyles='dotted')

# Points
ax.scatter(y=df['index'], x=df['pct_2013'], s=50, color='#0e668b', alpha=0.7)
ax.scatter(y=df['index'], x=df['pct_2014'], s=50, color='#a3c4dc', alpha=0.7)

# Line Segments
for i, p1, p2 in zip(df['index'], df['pct_2013'], df['pct_2014']):
    newline([p1, i], [p2, i])

# Decoration
ax.set_facecolor('#f7f7f7')
ax.set_title("Dumbell Chart: Pct Change - 2013 vs 2014", fontdict={'size':22})
ax.set(xlim=(0,.25), ylim=(-1, 27), ylabel='Mean GDP Per Capita')
ax.set_xticks([.05, .1, .15, .20])
ax.set_xticklabels(['5%', '15%', '20%', '25%'])
ax.set_xticklabels(['5%', '15%', '20%', '25%'])    
plt.show()

Распределение

20. Гистограмма для непрерывной переменной

Гистограмма показывает распределение частот данной переменной. Приведенное ниже представление группирует полосы частот на основе категориальной переменной.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Prepare data
x_var = 'displ'
groupby_var = 'class'
df_agg = df.loc[:, [x_var, groupby_var]].groupby(groupby_var)
vals = [df[x_var].values.tolist() for i, df in df_agg]

# Draw
plt.figure(figsize=(16,9), dpi= 80)
colors = [plt.cm.Spectral(i/float(len(vals)-1)) for i in range(len(vals))]
n, bins, patches = plt.hist(vals, 30, stacked=True, density=False, color=colors[:len(vals)])

# Decoration
plt.legend({group:col for group, col in zip(np.unique(df[groupby_var]).tolist(), colors[:len(vals)])})
plt.title(f"Stacked Histogram of ${x_var}$ colored by ${groupby_var}$", fontsize=22)
plt.xlabel(x_var)
plt.ylabel("Frequency")
plt.ylim(0, 25)
plt.xticks(ticks=bins[::3], labels=[round(b,1) for b in bins[::3]])
plt.show()

21. Гистограмма для категориальной переменной

Гистограмма категориальной переменной показывает распределение частоты этой переменной. Раскрашивая столбцы, вы можете визуализировать распределение в связи с другой категориальной переменной, представляющей цвета.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Prepare data
x_var = 'manufacturer'
groupby_var = 'class'
df_agg = df.loc[:, [x_var, groupby_var]].groupby(groupby_var)
vals = [df[x_var].values.tolist() for i, df in df_agg]

# Draw
plt.figure(figsize=(16,9), dpi= 80)
colors = [plt.cm.Spectral(i/float(len(vals)-1)) for i in range(len(vals))]
n, bins, patches = plt.hist(vals, df[x_var].unique().__len__(), stacked=True, density=False, color=colors[:len(vals)])

# Decoration
plt.legend({group:col for group, col in zip(np.unique(df[groupby_var]).tolist(), colors[:len(vals)])})
plt.title(f"Stacked Histogram of ${x_var}$ colored by ${groupby_var}$", fontsize=22)
plt.xlabel(x_var)
plt.ylabel("Frequency")
plt.ylim(0, 40)
plt.xticks(ticks=bins, labels=np.unique(df[x_var]).tolist(), rotation=90, horizontalalignment='left')
plt.show()

22. График плотности

Графики плотности являются широко используемым инструментом для визуализации распределения непрерывной переменной. Сгруппировав их по переменной «response», вы можете проверить взаимосвязь между X и Y. Ниже представлен пример, если для наглядности описать, как распределение пробега по городу меняется в зависимости от количества цилиндров.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Draw Plot
plt.figure(figsize=(16,10), dpi= 80)
sns.kdeplot(df.loc[df['cyl'] == 4, "cty"], shade=True, color="g", label="Cyl=4", alpha=.7)
sns.kdeplot(df.loc[df['cyl'] == 5, "cty"], shade=True, color="deeppink", label="Cyl=5", alpha=.7)
sns.kdeplot(df.loc[df['cyl'] == 6, "cty"], shade=True, color="dodgerblue", label="Cyl=6", alpha=.7)
sns.kdeplot(df.loc[df['cyl'] == 8, "cty"], shade=True, color="orange", label="Cyl=8", alpha=.7)

# Decoration
plt.title('Density Plot of City Mileage by n_Cylinders', fontsize=22)
plt.legend()
plt.show()

23. Кривые плотности с гистограммой

Кривая плотности с гистограммой объединяет сводную информацию, передаваемую двумя графиками, так что вы можете видеть оба в одном месте.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Draw Plot
plt.figure(figsize=(13,10), dpi= 80)
sns.distplot(df.loc[df['class'] == 'compact', "cty"], color="dodgerblue", label="Compact", hist_kws={'alpha':.7}, kde_kws={'linewidth':3})
sns.distplot(df.loc[df['class'] == 'suv', "cty"], color="orange", label="SUV", hist_kws={'alpha':.7}, kde_kws={'linewidth':3})
sns.distplot(df.loc[df['class'] == 'minivan', "cty"], color="g", label="minivan", hist_kws={'alpha':.7}, kde_kws={'linewidth':3})
plt.ylim(0, 0.35)

# Decoration
plt.title('Density Plot of City Mileage by Vehicle Type', fontsize=22)
plt.legend()
plt.show()

24. График Joy

График Joy позволяет перекрывать кривые плотности разных групп, это отличный способ визуализировать распределение большого числа групп по отношению друг к другу. Это выглядит приятным для глаз и четко передает только правильную информацию.

Показать код

# !pip install joypy
# Import Data
mpg = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Draw Plot
plt.figure(figsize=(16,10), dpi= 80)
fig, axes = joypy.joyplot(mpg, column=['hwy', 'cty'], by="class", ylim='own', figsize=(14,10))

# Decoration
plt.title('Joy Plot of City and Highway Mileage by Class', fontsize=22)
plt.show()

25. Распределенная точечная диаграмма

Распределенная точечная диаграмма показывает одномерное распределение точек, сегментированных по группам. Чем темнее точки, тем больше концентрация точек данных в этом регионе. По-разному окрашивая медиану, реальное расположение групп становится очевидным мгновенно.

Показать код

import matplotlib.patches as mpatches

# Prepare Data
df_raw = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")
cyl_colors = {4:'tab:red', 5:'tab:green', 6:'tab:blue', 8:'tab:orange'}
df_raw['cyl_color'] = df_raw.cyl.map(cyl_colors)

# Mean and Median city mileage by make
df = df_raw[['cty', 'manufacturer']].groupby('manufacturer').apply(lambda x: x.mean())
df.sort_values('cty', ascending=False, inplace=True)
df.reset_index(inplace=True)
df_median = df_raw[['cty', 'manufacturer']].groupby('manufacturer').apply(lambda x: x.median())

# Draw horizontal lines
fig, ax = plt.subplots(figsize=(16,10), dpi= 80)
ax.hlines(y=df.index, xmin=0, xmax=40, color='gray', alpha=0.5, linewidth=.5, linestyles='dashdot')

# Draw the Dots
for i, make in enumerate(df.manufacturer):
    df_make = df_raw.loc[df_raw.manufacturer==make, :]
    ax.scatter(y=np.repeat(i, df_make.shape[0]), x='cty', data=df_make, s=75, edgecolors='gray', c='w', alpha=0.5)
    ax.scatter(y=i, x='cty', data=df_median.loc[df_median.index==make, :], s=75, c='firebrick')

# Annotate    
ax.text(33, 13, "$red \; dots \; are \; the \: median$", fontdict={'size':12}, color='firebrick')

# Decorations
red_patch = plt.plot([],[], marker="o", ms=10, ls="", mec=None, color='firebrick', label="Median")
plt.legend(handles=red_patch)
ax.set_title('Distribution of City Mileage by Make', fontdict={'size':22})
ax.set_xlabel('Miles Per Gallon (City)', alpha=0.7)
ax.set_yticks(df.index)
ax.set_yticklabels(df.manufacturer.str.title(), fontdict={'horizontalalignment': 'right'}, alpha=0.7)
ax.set_xlim(1, 40)
plt.xticks(alpha=0.7)
plt.gca().spines["top"].set_visible(False)    
plt.gca().spines["bottom"].set_visible(False)    
plt.gca().spines["right"].set_visible(False)    
plt.gca().spines["left"].set_visible(False)   
plt.grid(axis='both', alpha=.4, linewidth=.1)
plt.show()

26. Графики с прямоугольниками

Такие графики — отличный способ визуализировать распределение, зная медиану, 25-й, 75-й квартили и максимумы с минимумами. Однако вы должны быть осторожны при интерпретации размера полей, которые могут потенциально исказить количество точек, содержащихся в этой группе. Таким образом, ручное указание количества наблюдений в каждой ячейке поможет преодолеть этот недостаток.

Например, первые два прямоугольника слева одинакового размера, хотя они имеют 5 и 47 элементов данных соответственно. Поэтому необходимо отмечать количество наблюдений.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Draw Plot
plt.figure(figsize=(13,10), dpi= 80)
sns.boxplot(x='class', y='hwy', data=df, notch=False)

# Add N Obs inside boxplot (optional)
def add_n_obs(df,group_col,y):
    medians_dict = {grp[0]:grp[1][y].median() for grp in df.groupby(group_col)}
    xticklabels = [x.get_text() for x in plt.gca().get_xticklabels()]
    n_obs = df.groupby(group_col)[y].size().values
    for (x, xticklabel), n_ob in zip(enumerate(xticklabels), n_obs):
        plt.text(x, medians_dict[xticklabel]*1.01, "#obs : "+str(n_ob), horizontalalignment='center', fontdict={'size':14}, color='white')

add_n_obs(df,group_col='class',y='hwy')    

# Decoration
plt.title('Box Plot of Highway Mileage by Vehicle Class', fontsize=22)
plt.ylim(10, 40)
plt.show()

27. Графики с прямоугольниками и точками

Dot + Box plot передает аналогичную информацию, как boxplot, разбитый на группы. Кроме того, точки дают представление о количестве элементов данных в каждой группе.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Draw Plot
plt.figure(figsize=(13,10), dpi= 80)
sns.boxplot(x='class', y='hwy', data=df, hue='cyl')
sns.stripplot(x='class', y='hwy', data=df, color='black', size=3, jitter=1)

for i in range(len(df['class'].unique())-1):
    plt.vlines(i+.5, 10, 45, linestyles='solid', colors='gray', alpha=0.2)

# Decoration
plt.title('Box Plot of Highway Mileage by Vehicle Class', fontsize=22)
plt.legend(title='Cylinders')
plt.show()

28. График «скрипками»

Такой график — это визуально приятная альтернатива boxplot. Форма или площадь «скрипки» зависит от количества данных в этой группе. Тем не менее, такие графики могут быть сложнее для чтения, и они обычно не используются в профессиональных условиях.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Draw Plot
plt.figure(figsize=(13,10), dpi= 80)
sns.violinplot(x='class', y='hwy', data=df, scale='width', inner='quartile')

# Decoration
plt.title('Violin Plot of Highway Mileage by Vehicle Class', fontsize=22)
plt.show()

29. Пирамида населенности

Популяционная пирамида может использоваться, чтобы показать распределение групп, упорядоченных по объему, или для показа поэтапной фильтрации населения, как это показано ниже, чтобы визуализировать, сколько людей проходит через каждую стадию воронки маркетинга.

Показать код

# Read data
df = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/email_campaign_funnel.csv")

# Draw Plot
plt.figure(figsize=(13,10), dpi= 80)
group_col = 'Gender'
order_of_bars = df.Stage.unique()[::-1]
colors = [plt.cm.Spectral(i/float(len(df[group_col].unique())-1)) for i in range(len(df[group_col].unique()))]

for c, group in zip(colors, df[group_col].unique()):
    sns.barplot(x='Users', y='Stage', data=df.loc[df[group_col]==group, :], order=order_of_bars, color=c, label=group)

# Decorations    
plt.xlabel("$Users$")
plt.ylabel("Stage of Purchase")
plt.yticks(fontsize=12)
plt.title("Population Pyramid of the Marketing Funnel", fontsize=22)
plt.legend()
plt.show()

30. Категориальные графики

Категориальные графики, предоставленные библиотекой seaborn, можно использовать для визуализации распределения количества двух или более категориальных переменных по отношению друг к другу.

Показать код

# Load Dataset
titanic = sns.load_dataset("titanic")

# Plot
g = sns.catplot("alive", col="deck", col_wrap=4,
                data=titanic[titanic.deck.notnull()],
                kind="count", height=3.5, aspect=.8, 
                palette='tab20')

fig.suptitle('sf')
plt.show()

Показать код

# Load Dataset
titanic = sns.load_dataset("titanic")

# Plot
sns.catplot(x="age", y="embark_town",
            hue="sex", col="class",
            data=titanic[titanic.embark_town.notnull()],
            orient="h", height=5, aspect=1, palette="tab10",
            kind="violin", dodge=True, cut=0, bw=.2)

Сборка, композиция

31. Вафельная диаграмма

waffle график может быть создан с помощью pywaffle пакета и используется для отображения композиций групп в большей части населения.

Показать код

#! pip install pywaffle
# Reference: https://stackoverflow.com/questions/41400136/how-to-do-waffle-charts-in-python-square-piechart
from pywaffle import Waffle

# Import
df_raw = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Prepare Data
df = df_raw.groupby('class').size().reset_index(name='counts')
n_categories = df.shape[0]
colors = [plt.cm.inferno_r(i/float(n_categories)) for i in range(n_categories)]

# Draw Plot and Decorate
fig = plt.figure(
    FigureClass=Waffle,
    plots={
        '111': {
            'values': df['counts'],
            'labels': ["{0} ({1})".format(n[0], n[1]) for n in df[['class', 'counts']].itertuples()],
            'legend': {'loc': 'upper left', 'bbox_to_anchor': (1.05, 1), 'fontsize': 12},
            'title': {'label': '# Vehicles by Class', 'loc': 'center', 'fontsize':18}
        },
    },
    rows=7,
    colors=colors,
    figsize=(16, 9)
)

Показать код

#! pip install pywaffle
from pywaffle import Waffle

# Import
# df_raw = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Prepare Data
# By Class Data
df_class = df_raw.groupby('class').size().reset_index(name='counts_class')
n_categories = df_class.shape[0]
colors_class = [plt.cm.Set3(i/float(n_categories)) for i in range(n_categories)]

# By Cylinders Data
df_cyl = df_raw.groupby('cyl').size().reset_index(name='counts_cyl')
n_categories = df_cyl.shape[0]
colors_cyl = [plt.cm.Spectral(i/float(n_categories)) for i in range(n_categories)]

# By Make Data
df_make = df_raw.groupby('manufacturer').size().reset_index(name='counts_make')
n_categories = df_make.shape[0]
colors_make = [plt.cm.tab20b(i/float(n_categories)) for i in range(n_categories)]


# Draw Plot and Decorate
fig = plt.figure(
    FigureClass=Waffle,
    plots={
        '311': {
            'values': df_class['counts_class'],
            'labels': ["{1}".format(n[0], n[1]) for n in df_class[['class', 'counts_class']].itertuples()],
            'legend': {'loc': 'upper left', 'bbox_to_anchor': (1.05, 1), 'fontsize': 12, 'title':'Class'},
            'title': {'label': '# Vehicles by Class', 'loc': 'center', 'fontsize':18},
            'colors': colors_class
        },
        '312': {
            'values': df_cyl['counts_cyl'],
            'labels': ["{1}".format(n[0], n[1]) for n in df_cyl[['cyl', 'counts_cyl']].itertuples()],
            'legend': {'loc': 'upper left', 'bbox_to_anchor': (1.05, 1), 'fontsize': 12, 'title':'Cyl'},
            'title': {'label': '# Vehicles by Cyl', 'loc': 'center', 'fontsize':18},
            'colors': colors_cyl
        },
        '313': {
            'values': df_make['counts_make'],
            'labels': ["{1}".format(n[0], n[1]) for n in df_make[['manufacturer', 'counts_make']].itertuples()],
            'legend': {'loc': 'upper left', 'bbox_to_anchor': (1.05, 1), 'fontsize': 12, 'title':'Manufacturer'},
            'title': {'label': '# Vehicles by Make', 'loc': 'center', 'fontsize':18},
            'colors': colors_make
        }
    },
    rows=9,
    figsize=(16, 14)
)

32. Круговая диаграмма

Круговая диаграмма — это классический способ показать состав групп. Тем не менее, в настоящее время, как правило, не рекомендуется использовать этот график, потому что площадь сегментов может иногда вводить в заблуждение. Поэтому, если вы хотите использовать круговую диаграмму, настоятельно рекомендуется явно записать процент или число для каждой части круговой диаграммы.

Показать код

# Import
df_raw = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Prepare Data
df = df_raw.groupby('class').size()

# Make the plot with pandas
df.plot(kind='pie', subplots=True, figsize=(8, 8), dpi= 80)
plt.title("Pie Chart of Vehicle Class - Bad")
plt.ylabel("")
plt.show()

Показать код

# Import
df_raw = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Prepare Data
df = df_raw.groupby('class').size().reset_index(name='counts')

# Draw Plot
fig, ax = plt.subplots(figsize=(12, 7), subplot_kw=dict(aspect="equal"), dpi= 80)

data = df['counts']
categories = df['class']
explode = [0,0,0,0,0,0.1,0]

def func(pct, allvals):
    absolute = int(pct/100.*np.sum(allvals))
    return "{:.1f}% ({:d} )".format(pct, absolute)

wedges, texts, autotexts = ax.pie(data, 
                                  autopct=lambda pct: func(pct, data),
                                  textprops=dict(color="w"), 
                                  colors=plt.cm.Dark2.colors,
                                 startangle=140,
                                 explode=explode)

# Decoration
ax.legend(wedges, categories, title="Vehicle Class", loc="center left", bbox_to_anchor=(1, 0, 0.5, 1))
plt.setp(autotexts, size=10, weight=700)
ax.set_title("Class of Vehicles: Pie Chart")
plt.show()

33. Древовидная карта

Древовидная карта похожа на круговую диаграмму и работает лучше, не вводя в заблуждение долю каждой группы.

Показать код

# pip install squarify
import squarify 

# Import Data
df_raw = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Prepare Data
df = df_raw.groupby('class').size().reset_index(name='counts')
labels = df.apply(lambda x: str(x[0]) + "\n (" + str(x[1]) + ")", axis=1)
sizes = df['counts'].values.tolist()
colors = [plt.cm.Spectral(i/float(len(labels))) for i in range(len(labels))]

# Draw Plot
plt.figure(figsize=(12,8), dpi= 80)
squarify.plot(sizes=sizes, label=labels, color=colors, alpha=.8)

# Decorate
plt.title('Treemap of Vechile Class')
plt.axis('off')
plt.show()

34. Гистограмма

Гистограмма — это классический способ визуализации элементов на основе количества или любой заданной метрики. На приведенной ниже диаграмме я использовал разные цвета для каждого элемента, но вы можете выбрать один цвет для всех элементов, если вы не хотите раскрашивать их по группам. Имена цветов хранятся внутри all_colors в коде ниже. Вы можете изменить цвет полос, установив параметр color в .plt.plot()

Показать код

import random

# Import Data
df_raw = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mpg_ggplot2.csv")

# Prepare Data
df = df_raw.groupby('manufacturer').size().reset_index(name='counts')
n = df['manufacturer'].unique().__len__()+1
all_colors = list(plt.cm.colors.cnames.keys())
random.seed(100)
c = random.choices(all_colors, k=n)

# Plot Bars
plt.figure(figsize=(16,10), dpi= 80)
plt.bar(df['manufacturer'], df['counts'], color=c, width=.5)
for i, val in enumerate(df['counts'].values):
    plt.text(i, val, float(val), horizontalalignment='center', verticalalignment='bottom', fontdict={'fontweight':500, 'size':12})

# Decoration
plt.gca().set_xticklabels(df['manufacturer'], rotation=60, horizontalalignment= 'right')
plt.title("Number of Vehicles by Manaufacturers", fontsize=22)
plt.ylabel('# Vehicles')
plt.ylim(0, 45)
plt.show()

Отслеживание изменений

35. График временного ряда

График временных рядов используется для визуализации того, как данный показатель изменяется со временем. Здесь вы можете увидеть, как пассажиропоток изменился с 1949 по 1969 год.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv('https://github.com/selva86/datasets/raw/master/AirPassengers.csv')

# Draw Plot
plt.figure(figsize=(16,10), dpi= 80)
plt.plot('date', 'traffic', data=df, color='tab:red')

# Decoration
plt.ylim(50, 750)
xtick_location = df.index.tolist()[::12]
xtick_labels = [x[-4:] for x in df.date.tolist()[::12]]
plt.xticks(ticks=xtick_location, labels=xtick_labels, rotation=0, fontsize=12, horizontalalignment='center', alpha=.7)
plt.yticks(fontsize=12, alpha=.7)
plt.title("Air Passengers Traffic (1949 - 1969)", fontsize=22)
plt.grid(axis='both', alpha=.3)

# Remove borders
plt.gca().spines["top"].set_alpha(0.0)    
plt.gca().spines["bottom"].set_alpha(0.3)
plt.gca().spines["right"].set_alpha(0.0)    
plt.gca().spines["left"].set_alpha(0.3)   
plt.show()

36. Временные ряды с пиками и впадинами

Приведенный ниже временной ряд отображает все пики и впадины и отмечает возникновение отдельных особых событий.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv('https://github.com/selva86/datasets/raw/master/AirPassengers.csv')

# Get the Peaks and Troughs
data = df['traffic'].values
doublediff = np.diff(np.sign(np.diff(data)))
peak_locations = np.where(doublediff == -2)[0] + 1

doublediff2 = np.diff(np.sign(np.diff(-1*data)))
trough_locations = np.where(doublediff2 == -2)[0] + 1

# Draw Plot
plt.figure(figsize=(16,10), dpi= 80)
plt.plot('date', 'traffic', data=df, color='tab:blue', label='Air Traffic')
plt.scatter(df.date[peak_locations], df.traffic[peak_locations], marker=mpl.markers.CARETUPBASE, color='tab:green', s=100, label='Peaks')
plt.scatter(df.date[trough_locations], df.traffic[trough_locations], marker=mpl.markers.CARETDOWNBASE, color='tab:red', s=100, label='Troughs')

# Annotate
for t, p in zip(trough_locations[1::5], peak_locations[::3]):
    plt.text(df.date[p], df.traffic[p]+15, df.date[p], horizontalalignment='center', color='darkgreen')
    plt.text(df.date[t], df.traffic[t]-35, df.date[t], horizontalalignment='center', color='darkred')

# Decoration
plt.ylim(50,750)
xtick_location = df.index.tolist()[::6]
xtick_labels = df.date.tolist()[::6]
plt.xticks(ticks=xtick_location, labels=xtick_labels, rotation=90, fontsize=12, alpha=.7)
plt.title("Peak and Troughs of Air Passengers Traffic (1949 - 1969)", fontsize=22)
plt.yticks(fontsize=12, alpha=.7)

# Lighten borders
plt.gca().spines["top"].set_alpha(.0)
plt.gca().spines["bottom"].set_alpha(.3)
plt.gca().spines["right"].set_alpha(.0)
plt.gca().spines["left"].set_alpha(.3)

plt.legend(loc='upper left')
plt.grid(axis='y', alpha=.3)
plt.show()

37. График автокорреляции (ACF) и частичной автокорреляции (PACF)

График ACF показывает корреляцию временного ряда с его собственным временем. Каждая вертикальная линия (на графике автокорреляции) представляет корреляцию между рядом и его временем, начиная с времени 0. Синяя заштрихованная область на графике является уровнем значимости. Те моменты, которые лежат выше синей линии, являются существенными.

Так как же это интерпретировать?

Для AirPassengers мы видим, что в x=14 «леденцы» пересекли синюю линию и, таким образом, имеют большое значение. Это означает, что пассажиропоток, наблюдавшийся до 14 лет назад, оказывает влияние на движение, наблюдаемое сегодня.

PACF, с другой стороны, показывает автокорреляцию любого заданного времени (временного ряда) с текущим рядом, но с удалением влияний между ними.

Показать код

from statsmodels.graphics.tsaplots import plot_acf, plot_pacf

# Import Data
df = pd.read_csv('https://github.com/selva86/datasets/raw/master/AirPassengers.csv')

# Draw Plot
fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2,figsize=(16,6), dpi= 80)
plot_acf(df.traffic.tolist(), ax=ax1, lags=50)
plot_pacf(df.traffic.tolist(), ax=ax2, lags=20)

# Decorate
# lighten the borders
ax1.spines["top"].set_alpha(.3); ax2.spines["top"].set_alpha(.3)
ax1.spines["bottom"].set_alpha(.3); ax2.spines["bottom"].set_alpha(.3)
ax1.spines["right"].set_alpha(.3); ax2.spines["right"].set_alpha(.3)
ax1.spines["left"].set_alpha(.3); ax2.spines["left"].set_alpha(.3)

# font size of tick labels
ax1.tick_params(axis='both', labelsize=12)
ax2.tick_params(axis='both', labelsize=12)
plt.show()

38. Кросс-корреляционный график

График взаимной корреляции показывает задержки двух временных рядов друг с другом.

Показать код

import statsmodels.tsa.stattools as stattools

# Import Data
df = pd.read_csv('https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mortality.csv')
x = df['mdeaths']
y = df['fdeaths']

# Compute Cross Correlations
ccs = stattools.ccf(x, y)[:100]
nlags = len(ccs)

# Compute the Significance level
# ref: https://stats.stackexchange.com/questions/3115/cross-correlation-significance-in-r/3128#3128
conf_level = 2 / np.sqrt(nlags)

# Draw Plot
plt.figure(figsize=(12,7), dpi= 80)

plt.hlines(0, xmin=0, xmax=100, color='gray')  # 0 axis
plt.hlines(conf_level, xmin=0, xmax=100, color='gray')
plt.hlines(-conf_level, xmin=0, xmax=100, color='gray')

plt.bar(x=np.arange(len(ccs)), height=ccs, width=.3)

# Decoration
plt.title('$Cross\; Correlation\; Plot:\; mdeaths\; vs\; fdeaths$', fontsize=22)
plt.xlim(0,len(ccs))
plt.show()

39. Разложение временных рядов

График разложения временных рядов показывает разбивку временных рядов на трендовую, сезонную и остаточную составляющие.

Показать код

from statsmodels.tsa.seasonal import seasonal_decompose
from dateutil.parser import parse

# Import Data
df = pd.read_csv('https://github.com/selva86/datasets/raw/master/AirPassengers.csv')
dates = pd.DatetimeIndex([parse(d).strftime('%Y-%m-01') for d in df['date']])
df.set_index(dates, inplace=True)

# Decompose 
result = seasonal_decompose(df['traffic'], model='multiplicative')

# Plot
plt.rcParams.update({'figure.figsize': (10,10)})
result.plot().suptitle('Time Series Decomposition of Air Passengers')
plt.show()

40. Несколько временных рядов

Вы можете построить несколько временных рядов, которые измеряют одно и то же значение на одном графике, как показано ниже.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv('https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mortality.csv')

# Define the upper limit, lower limit, interval of Y axis and colors
y_LL = 100
y_UL = int(df.iloc[:, 1:].max().max()*1.1)
y_interval = 400
mycolors = ['tab:red', 'tab:blue', 'tab:green', 'tab:orange']    

# Draw Plot and Annotate
fig, ax = plt.subplots(1,1,figsize=(16, 9), dpi= 80)    

columns = df.columns[1:]  
for i, column in enumerate(columns):    
    plt.plot(df.date.values, df
.values, lw=1.5, color=mycolors[i])    
    plt.text(df.shape[0]+1, df
.values[-1], column, fontsize=14, color=mycolors[i])

# Draw Tick lines  
for y in range(y_LL, y_UL, y_interval):    
    plt.hlines(y, xmin=0, xmax=71, colors='black', alpha=0.3, linestyles="--", lw=0.5)

# Decorations    
plt.tick_params(axis="both", which="both", bottom=False, top=False,    
                labelbottom=True, left=False, right=False, labelleft=True)        

# Lighten borders
plt.gca().spines["top"].set_alpha(.3)
plt.gca().spines["bottom"].set_alpha(.3)
plt.gca().spines["right"].set_alpha(.3)
plt.gca().spines["left"].set_alpha(.3)

plt.title('Number of Deaths from Lung Diseases in the UK (1974-1979)', fontsize=22)
plt.yticks(range(y_LL, y_UL, y_interval), [str(y) for y in range(y_LL, y_UL, y_interval)], fontsize=12)    
plt.xticks(range(0, df.shape[0], 12), df.date.values[::12], horizontalalignment='left', fontsize=12)    
plt.ylim(y_LL, y_UL)    
plt.xlim(-2, 80)    
plt.show()

41. Построение в разных масштабах с использованием вторичной оси Y

Если вы хотите показать два временных ряда, которые измеряют две разные величины в один и тот же момент времени, вы можете построить второй ряд снова на вторичной оси Y справа.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/economics.csv")

x = df['date']
y1 = df['psavert']
y2 = df['unemploy']

# Plot Line1 (Left Y Axis)
fig, ax1 = plt.subplots(1,1,figsize=(16,9), dpi= 80)
ax1.plot(x, y1, color='tab:red')

# Plot Line2 (Right Y Axis)
ax2 = ax1.twinx()  # instantiate a second axes that shares the same x-axis
ax2.plot(x, y2, color='tab:blue')

# Decorations
# ax1 (left Y axis)
ax1.set_xlabel('Year', fontsize=20)
ax1.tick_params(axis='x', rotation=0, labelsize=12)
ax1.set_ylabel('Personal Savings Rate', color='tab:red', fontsize=20)
ax1.tick_params(axis='y', rotation=0, labelcolor='tab:red' )
ax1.grid(alpha=.4)

# ax2 (right Y axis)
ax2.set_ylabel("# Unemployed (1000's)", color='tab:blue', fontsize=20)
ax2.tick_params(axis='y', labelcolor='tab:blue')
ax2.set_xticks(np.arange(0, len(x), 60))
ax2.set_xticklabels(x[::60], rotation=90, fontdict={'fontsize':10})
ax2.set_title("Personal Savings Rate vs Unemployed: Plotting in Secondary Y Axis", fontsize=22)
fig.tight_layout()
plt.show()

42. Временные ряды с полосами ошибок

Временные ряды с полосами ошибок могут быть построены, если у вас есть набор данных временных рядов с несколькими наблюдениями для каждой временной точки (дата / временная метка). Ниже вы можете увидеть несколько примеров, основанных на поступлении заказов в разное время дня. И еще один пример количества заказов, поступивших в течение 45 дней.

При таком подходе среднее количество заказов обозначается белой линией. И 95% -ые интервалы вычисляются и строятся вокруг среднего значения.

Показать код

from scipy.stats import sem

# Import Data
df = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/user_orders_hourofday.csv")
df_mean = df.groupby('order_hour_of_day').quantity.mean()
df_se = df.groupby('order_hour_of_day').quantity.apply(sem).mul(1.96)

# Plot
plt.figure(figsize=(16,10), dpi= 80)
plt.ylabel("# Orders", fontsize=16)  
x = df_mean.index
plt.plot(x, df_mean, color="white", lw=2) 
plt.fill_between(x, df_mean - df_se, df_mean + df_se, color="#3F5D7D")  

# Decorations
# Lighten borders
plt.gca().spines["top"].set_alpha(0)
plt.gca().spines["bottom"].set_alpha(1)
plt.gca().spines["right"].set_alpha(0)
plt.gca().spines["left"].set_alpha(1)
plt.xticks(x[::2], [str(d) for d in x[::2]] , fontsize=12)
plt.title("User Orders by Hour of Day (95% confidence)", fontsize=22)
plt.xlabel("Hour of Day")

s, e = plt.gca().get_xlim()
plt.xlim(s, e)

# Draw Horizontal Tick lines  
for y in range(8, 20, 2):    
    plt.hlines(y, xmin=s, xmax=e, colors='black', alpha=0.5, linestyles="--", lw=0.5)

plt.show()

Показать код

"Data Source: https://www.kaggle.com/olistbr/brazilian-ecommerce#olist_orders_dataset.csv"
from dateutil.parser import parse
from scipy.stats import sem

# Import Data
df_raw = pd.read_csv('https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/orders_45d.csv', 
                     parse_dates=['purchase_time', 'purchase_date'])

# Prepare Data: Daily Mean and SE Bands
df_mean = df_raw.groupby('purchase_date').quantity.mean()
df_se = df_raw.groupby('purchase_date').quantity.apply(sem).mul(1.96)

# Plot
plt.figure(figsize=(16,10), dpi= 80)
plt.ylabel("# Daily Orders", fontsize=16)  
x = [d.date().strftime('%Y-%m-%d') for d in df_mean.index]
plt.plot(x, df_mean, color="white", lw=2) 
plt.fill_between(x, df_mean - df_se, df_mean + df_se, color="#3F5D7D")  

# Decorations
# Lighten borders
plt.gca().spines["top"].set_alpha(0)
plt.gca().spines["bottom"].set_alpha(1)
plt.gca().spines["right"].set_alpha(0)
plt.gca().spines["left"].set_alpha(1)
plt.xticks(x[::6], [str(d) for d in x[::6]] , fontsize=12)
plt.title("Daily Order Quantity of Brazilian Retail with Error Bands (95% confidence)", fontsize=20)

# Axis limits
s, e = plt.gca().get_xlim()
plt.xlim(s, e-2)
plt.ylim(4, 10)

# Draw Horizontal Tick lines  
for y in range(5, 10, 1):    
    plt.hlines(y, xmin=s, xmax=e, colors='black', alpha=0.5, linestyles="--", lw=0.5)

plt.show()

43. Диаграмма с накоплением

Диаграмма с областями с накоплением дает визуальное представление степени вклада от нескольких временных рядов.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv('https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/nightvisitors.csv')

# Decide Colors 
mycolors = ['tab:red', 'tab:blue', 'tab:green', 'tab:orange', 'tab:brown', 'tab:grey', 'tab:pink', 'tab:olive']      

# Draw Plot and Annotate
fig, ax = plt.subplots(1,1,figsize=(16, 9), dpi= 80)
columns = df.columns[1:]
labs = columns.values.tolist()

# Prepare data
x  = df['yearmon'].values.tolist()
y0 = df[columns[0]].values.tolist()
y1 = df[columns[1]].values.tolist()
y2 = df[columns[2]].values.tolist()
y3 = df[columns[3]].values.tolist()
y4 = df[columns[4]].values.tolist()
y5 = df[columns[5]].values.tolist()
y6 = df[columns[6]].values.tolist()
y7 = df[columns[7]].values.tolist()
y = np.vstack([y0, y2, y4, y6, y7, y5, y1, y3])

# Plot for each column
labs = columns.values.tolist()
ax = plt.gca()
ax.stackplot(x, y, labels=labs, colors=mycolors, alpha=0.8)

# Decorations
ax.set_title('Night Visitors in Australian Regions', fontsize=18)
ax.set(ylim=[0, 100000])
ax.legend(fontsize=10, ncol=4)
plt.xticks(x[::5], fontsize=10, horizontalalignment='center')
plt.yticks(np.arange(10000, 100000, 20000), fontsize=10)
plt.xlim(x[0], x[-1])

# Lighten borders
plt.gca().spines["top"].set_alpha(0)
plt.gca().spines["bottom"].set_alpha(.3)
plt.gca().spines["right"].set_alpha(0)
plt.gca().spines["left"].set_alpha(.3)

plt.show()

44. Диаграмма площади Unstacked

Диаграмма незакрытой области используется для визуализации прогресса (взлеты и падения) двух или более рядов относительно друг друга. На приведенной ниже диаграмме вы можете четко увидеть, как норма личных сбережений снижается при увеличении средней продолжительности безработицы. Диаграмма с незакрытыми участками хорошо показывает это явление.

Показать код

# Import Data
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/economics.csv")

# Prepare Data
x = df['date'].values.tolist()
y1 = df['psavert'].values.tolist()
y2 = df['uempmed'].values.tolist()
mycolors = ['tab:red', 'tab:blue', 'tab:green', 'tab:orange', 'tab:brown', 'tab:grey', 'tab:pink', 'tab:olive']      
columns = ['psavert', 'uempmed']

# Draw Plot 
fig, ax = plt.subplots(1, 1, figsize=(16,9), dpi= 80)
ax.fill_between(x, y1=y1, y2=0, label=columns[1], alpha=0.5, color=mycolors[1], linewidth=2)
ax.fill_between(x, y1=y2, y2=0, label=columns[0], alpha=0.5, color=mycolors[0], linewidth=2)

# Decorations
ax.set_title('Personal Savings Rate vs Median Duration of Unemployment', fontsize=18)
ax.set(ylim=[0, 30])
ax.legend(loc='best', fontsize=12)
plt.xticks(x[::50], fontsize=10, horizontalalignment='center')
plt.yticks(np.arange(2.5, 30.0, 2.5), fontsize=10)
plt.xlim(-10, x[-1])

# Draw Tick lines  
for y in np.arange(2.5, 30.0, 2.5):    
    plt.hlines(y, xmin=0, xmax=len(x), colors='black', alpha=0.3, linestyles="--", lw=0.5)

# Lighten borders
plt.gca().spines["top"].set_alpha(0)
plt.gca().spines["bottom"].set_alpha(.3)
plt.gca().spines["right"].set_alpha(0)
plt.gca().spines["left"].set_alpha(.3)
plt.show()

45. Календарная тепловая карта

Календарная карта является альтернативным и менее предпочтительным вариантом для визуализации данных на основе времени по сравнению с временным рядом. Хотя они могут быть визуально привлекательными, числовые значения не совсем очевидны.

Показать код

import matplotlib as mpl
import calmap

# Import Data
df = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/yahoo.csv", parse_dates=['date'])
df.set_index('date', inplace=True)

# Plot
plt.figure(figsize=(16,10), dpi= 80)
calmap.calendarplot(df['2014']['VIX.Close'], fig_kws={'figsize': (16,10)}, yearlabel_kws={'color':'black', 'fontsize':14}, subplot_kws={'title':'Yahoo Stock Prices'})
plt.show()

46. График сезонов

Сезонный график может использоваться для сравнения временных рядов, выполненных в тот же день в предыдущем сезоне (год / месяц / неделя и т. д.).

Показать код

from dateutil.parser import parse 

# Import Data
df = pd.read_csv('https://github.com/selva86/datasets/raw/master/AirPassengers.csv')

# Prepare data
df['year'] = [parse(d).year for d in df.date]
df['month'] = [parse(d).strftime('%b') for d in df.date]
years = df['year'].unique()

# Draw Plot
mycolors = ['tab:red', 'tab:blue', 'tab:green', 'tab:orange', 'tab:brown', 'tab:grey', 'tab:pink', 'tab:olive', 'deeppink', 'steelblue', 'firebrick', 'mediumseagreen']      
plt.figure(figsize=(16,10), dpi= 80)

for i, y in enumerate(years):
    plt.plot('month', 'traffic', data=df.loc[df.year==y, :], color=mycolors[i], label=y)
    plt.text(df.loc[df.year==y, :].shape[0]-.9, df.loc[df.year==y, 'traffic'][-1:].values[0], y, fontsize=12, color=mycolors[i])

# Decoration
plt.ylim(50,750)
plt.xlim(-0.3, 11)
plt.ylabel('$Air Traffic$')
plt.yticks(fontsize=12, alpha=.7)
plt.title("Monthly Seasonal Plot: Air Passengers Traffic (1949 - 1969)", fontsize=22)
plt.grid(axis='y', alpha=.3)

# Remove borders
plt.gca().spines["top"].set_alpha(0.0)    
plt.gca().spines["bottom"].set_alpha(0.5)
plt.gca().spines["right"].set_alpha(0.0)    
plt.gca().spines["left"].set_alpha(0.5)   
# plt.legend(loc='upper right', ncol=2, fontsize=12)
plt.show()

Группы

47. Дендрограмма

Дендрограмма группирует сходные точки на основе заданной метрики расстояния и упорядочивает их в виде древовидных связей на основе сходства точек.

Показать код

import scipy.cluster.hierarchy as shc

# Import Data
df = pd.read_csv('https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/USArrests.csv')

# Plot
plt.figure(figsize=(16, 10), dpi= 80)  
plt.title("USArrests Dendograms", fontsize=22)  
dend = shc.dendrogram(shc.linkage(df[['Murder', 'Assault', 'UrbanPop', 'Rape']], method='ward'), labels=df.State.values, color_threshold=100)  
plt.xticks(fontsize=12)
plt.show()

48. Кластерная диаграмма

График кластера может использоваться для разграничения точек, принадлежащих одному кластеру. Ниже приведен иллюстративный пример группировки штатов США в 5 групп на основе набора данных USArrests. Этот кластерный график использует столбцы «убийство» и «нападение» в качестве оси X и Y. В качестве альтернативы вы можете использовать компоненты от первого до главного в качестве осей X и Y.

Показать код

from sklearn.cluster import AgglomerativeClustering
from scipy.spatial import ConvexHull

# Import Data
df = pd.read_csv('https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/USArrests.csv')

# Agglomerative Clustering
cluster = AgglomerativeClustering(n_clusters=5, affinity='euclidean', linkage='ward')  
cluster.fit_predict(df[['Murder', 'Assault', 'UrbanPop', 'Rape']])  

# Plot
plt.figure(figsize=(14, 10), dpi= 80)  
plt.scatter(df.iloc[:,0], df.iloc[:,1], c=cluster.labels_, cmap='tab10')  

# Encircle
def encircle(x,y, ax=None, **kw):
    if not ax: ax=plt.gca()
    p = np.c_[x,y]
    hull = ConvexHull(p)
    poly = plt.Polygon(p[hull.vertices,:], **kw)
    ax.add_patch(poly)

# Draw polygon surrounding vertices    
encircle(df.loc[cluster.labels_ == 0, 'Murder'], df.loc[cluster.labels_ == 0, 'Assault'], ec="k", fc="gold", alpha=0.2, linewidth=0)
encircle(df.loc[cluster.labels_ == 1, 'Murder'], df.loc[cluster.labels_ == 1, 'Assault'], ec="k", fc="tab:blue", alpha=0.2, linewidth=0)
encircle(df.loc[cluster.labels_ == 2, 'Murder'], df.loc[cluster.labels_ == 2, 'Assault'], ec="k", fc="tab:red", alpha=0.2, linewidth=0)
encircle(df.loc[cluster.labels_ == 3, 'Murder'], df.loc[cluster.labels_ == 3, 'Assault'], ec="k", fc="tab:green", alpha=0.2, linewidth=0)
encircle(df.loc[cluster.labels_ == 4, 'Murder'], df.loc[cluster.labels_ == 4, 'Assault'], ec="k", fc="tab:orange", alpha=0.2, linewidth=0)

# Decorations
plt.xlabel('Murder'); plt.xticks(fontsize=12)
plt.ylabel('Assault'); plt.yticks(fontsize=12)
plt.title('Agglomerative Clustering of USArrests (5 Groups)', fontsize=22)
plt.show()

49. Кривая Эндрюса

Кривая Эндрюса помогает визуализировать, существуют ли присущие группировке числовые особенности, основанные на данной группировке. Если объекты (столбцы в наборе данных) не помогают различить группу, то линии не будут хорошо разделены, как показано ниже

Показать код

from pandas.plotting import andrews_curves

# Import
df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/mtcars.csv")
df.drop(['cars', 'carname'], axis=1, inplace=True)

# Plot
plt.figure(figsize=(12,9), dpi= 80)
andrews_curves(df, 'cyl', colormap='Set1')

# Lighten borders
plt.gca().spines["top"].set_alpha(0)
plt.gca().spines["bottom"].set_alpha(.3)
plt.gca().spines["right"].set_alpha(0)
plt.gca().spines["left"].set_alpha(.3)

plt.title('Andrews Curves of mtcars', fontsize=22)
plt.xlim(-3,3)
plt.grid(alpha=0.3)
plt.xticks(fontsize=12)
plt.yticks(fontsize=12)
plt.show()

50. Параллельные координаты

Параллельные координаты помогают визуализировать, помогает ли функция эффективно разделять группы. Если происходит сегрегация, эта функция, вероятно, будет очень полезна для прогнозирования этой группы.

Показать код

from pandas.plotting import parallel_coordinates

# Import Data
df_final = pd.read_csv("https://raw.githubusercontent.com/selva86/datasets/master/diamonds_filter.csv")

# Plot
plt.figure(figsize=(12,9), dpi= 80)
parallel_coordinates(df_final, 'cut', colormap='Dark2')

# Lighten borders
plt.gca().spines["top"].set_alpha(0)
plt.gca().spines["bottom"].set_alpha(.3)
plt.gca().spines["right"].set_alpha(0)
plt.gca().spines["left"].set_alpha(.3)

plt.title('Parallel Coordinated of Diamonds', fontsize=22)
plt.grid(alpha=0.3)
plt.xticks(fontsize=12)
plt.yticks(fontsize=12)
plt.show()

Бонус, код в юпитере

Гусь, ты же обещал флюиды!

В статье я сказал, что думаю сделать симуляцию жидкости. Но вероятно ее будет писать мой коллега, и, если его статья выберется из песочницы, я поделюсь ссылкой на нее с отписавшимися в комментарии или диалоги.