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首页/Python 100 天/79.数据可视化-2

课程目录

  1. 0101.初识Python
  2. 0202.第一个Python程序
  3. 0303.Python语言中的变量
  4. 0404.Python语言中的运算符
  5. 0505.分支结构
  6. 0606.循环结构
  7. 0707.分支和循环结构实战
  8. 0808.常用数据结构之列表-1
  9. 0909.常用数据结构之列表-2
  10. 1010.常用数据结构之元组
  11. 1111.常用数据结构之字符串
  12. 1212.常用数据结构之集合
  13. 1313.常用数据结构之字典
  14. 1414.函数和模块
  15. 1515.函数应用实战
  16. 1616.函数使用进阶
  17. 1717.函数高级应用
  18. 1818.面向对象编程入门
  19. 1919.面向对象编程进阶
  20. 2020.面向对象编程应用
  21. 2121.文件读写和异常处理
  22. 2222.对象的序列化和反序列化
  23. 2323.Python读写CSV文件
  24. 2424.Python读写Excel文件-1
  25. 2525.Python读写Excel文件-2
  26. 2626.Python操作Word和PowerPoint文件
  27. 2727.Python操作PDF文件
  28. 2828.Python处理图像
  29. 2929.Python发送邮件和短信
  30. 3030.正则表达式的应用
  31. 3131.Python语言进阶
  32. 3232-33.Web前端入门
  33. 3334-35.玩转Linux操作系统
  34. 3436.关系型数据库和MySQL概述
  35. 3537.SQL详解之DDL
  36. 3638.SQL详解之DML
  37. 3739.SQL详解之DQL
  38. 3840.SQL详解之DCL
  39. 3941.MySQL新特性
  40. 4042.视图、函数和过程
  41. 4143.索引
  42. 4244.Python接入MySQL数据库
  43. 4345.Hive实战
  44. 4446.Django快速上手
  45. 4547.深入模型
  46. 4648.静态资源和Ajax请求
  47. 4749.Cookie和Session
  48. 4850.制作报表
  49. 4951.日志和调试工具栏
  50. 5052.中间件的应用
  51. 5153.前后端分离开发入门
  52. 5254.RESTful架构和DRF入门
  53. 5355.RESTful架构和DRF进阶
  54. 5456.使用缓存
  55. 5557.接入三方平台
  56. 5658.异步任务和定时任务
  57. 5759.单元测试
  58. 5860.项目上线
  59. 5961.网络数据采集概述
  60. 6062.用Python获取网络资源-1
  61. 6162.用Python解析HTML页面-2
  62. 6263.并发编程在爬虫中的应用
  63. 6363.Python中的并发编程-1
  64. 6463.Python中的并发编程-2
  65. 6563.Python中的并发编程-3
  66. 6664.使用Selenium抓取网页动态内容
  67. 6765.爬虫框架Scrapy简介
  68. 6866.数据分析概述
  69. 6967.环境准备
  70. 7068.NumPy的应用-1
  71. 7169.NumPy的应用-2
  72. 7270.NumPy的应用-3
  73. 7371.NumPy的应用-4
  74. 7472.深入浅出pandas-1
  75. 7573.深入浅出pandas-2
  76. 7674.深入浅出pandas-3
  77. 7775.深入浅出pandas-4
  78. 7876.深入浅出pandas-5
  79. 7977.深入浅出pandas-6
  80. 8078.数据可视化-1
  81. 8179.数据可视化-2
  82. 8280.数据可视化-3
  83. 8381.浅谈机器学习
  84. 8482.k最近邻算法
  85. 8583.决策树和随机森林
  86. 8684.朴素贝叶斯算法
  87. 8785.回归模型
  88. 8886.K-Means聚类算法
  89. 8987.集成学习算法
  90. 9088.神经网络模型
  91. 9189.自然语言处理入门
  92. 9290.机器学习实战
  93. 9391.团队项目开发的问题和解决方案
  94. 9492.Docker容器技术详解
  95. 9593.MySQL性能优化
  96. 9694.网络API接口设计
  97. 9795.使用Django开发商业项目
  98. 9896.软件测试和自动化测试
  99. 9997.电商网站技术要点剖析
  100. 10098.项目部署上线和性能调优
  101. 10199.面试中的公共问题
  102. 102100.补充内容
第 81 课1 天

79.数据可视化-2

本章我们尝试用 matplotlib 来绘制一些高阶统计图表。正如前面所说的,大家可以通过 matplotlib 官方网站上提供的文档(https://matp

课程内容

数据可视化-2

本章我们尝试用 matplotlib 来绘制一些高阶统计图表。正如前面所说的,大家可以通过 matplotlib 官方网站上提供的文档和示例来学习如何使用 matplotlib 并绘制出更加高级的统计图表;尤其是在定制一些比较复杂的图表时,我们建议大家直接找到官网提供的示例,然后只需要做出相应的修改,就可以绘制出自己想要的图表。这种“拷贝+修改”的做法应该会大大提高你的工作效率,因为大多数时候,你的代码跟官网上的代码就仅仅是数据有差别而已,没有必要去做重复乏味的事情。

气泡图

气泡图可以用来了解三个变量之间的关系,通过比较气泡位置和大小来分析数据维度之间的相关性。例如在我们之前绘制的月收入和网购支出的散点图中,我们已经发现了二者的正相关关系,如果我们引入第三个变量网购次数,那么我们就需要使用气泡图来进行展示。

代码:

income = np.array([5550, 7500, 10500, 15000, 20000, 25000, 30000, 40000])
outcome = np.array([800, 1800, 1250, 2000, 1800, 2100, 2500, 3500])
nums = np.array([5, 3, 10, 5, 12, 20, 8, 10])

# 通过scatter函数的s参数和c参数分别控制面积和颜色
plt.scatter(income, outcome, s=nums * 30, c=nums, cmap='Reds')
# 显示颜色条
plt.colorbar()
# 显示图表
plt.show()

输出:

面积图

面积图又叫堆叠折线图,是在折线图的基础上,对折线以下的区域进行颜色填充(展示面积),用于在连续间隔或时间跨度上展示数值,一般用来显示趋势和对比数值,不同颜色的填充可以让多个面积块之间的对比和趋势更好的突显。下面的例子中,我们用面积图来展示从周一到周日花在睡觉、吃饭、工作和玩耍上的时间。

代码:

plt.figure(figsize=(8, 4))
days = np.arange(7)
sleeping = [7, 8, 6, 6, 7, 8, 10]
eating = [2, 3, 2, 1, 2, 3, 2]
working = [7, 8, 7, 8, 6, 2, 3]
playing = [8, 5, 9, 9, 9, 11, 9]
# 绘制堆叠折线图
plt.stackplot(days, sleeping, eating, working, playing)
# 定制横轴刻度
plt.xticks(days, labels=[f'星期{x}' for x in '一二三四五六日'])
# 定制图例
plt.legend(['睡觉', '吃饭', '工作', '玩耍'], fontsize=10)
# 显示图表
plt.show()

输出:

雷达图

雷达图通常用来比较多个定量数据,用于查看哪些变量具有相似的值。 雷达图也可用于查看数据集中哪些变量的值比较低,哪些变量的值比较高,是显示性能或表现的理想选择。经常观看篮球、足球比赛的读者应该对雷达图非常熟悉,例如在 NBA 的转播中就经常使用雷达图来展示球员的各项数据。雷达图的本质折线图,只不过将折线图映射到了极坐标系。在绘制雷达图时,需要让折线闭合,简单的说就是首尾相连,下面是绘制雷达图的代码。

代码:

labels = np.array(['速度', '力量', '经验', '防守', '发球', '技术'])
# 马龙和水谷隼的数据
malong_values = np.array([93, 95, 98, 92, 96, 97])
shuigu_values = np.array([30, 40, 65, 80, 45, 60])
angles = np.linspace(0, 2 * np.pi, labels.size, endpoint=False)
# 多加一条数据让图形闭合
malong_values = np.append(malong_values, malong_values[0])
shuigu_values = np.append(shuigu_values, shuigu_values[0])
angles = np.append(angles, angles[0])
# 创建画布
plt.figure(figsize=(4, 4), dpi=120)
# 创建坐标系
ax = plt.subplot(projection='polar')
# 绘图和填充
plt.plot(angles, malong_values, color='r', linewidth=2, label='马龙')
plt.fill(angles, malong_values, color='r', alpha=0.3)
plt.plot(angles, shuigu_values, color='g', linewidth=2, label='水谷隼')
plt.fill(angles, shuigu_values, color='g', alpha=0.2)
# 显示图例
ax.legend()
# 显示图表
plt.show()

输出:

玫瑰图

玫瑰图是映射在极坐标下的柱状图,由弗罗伦斯·南丁格尔(Florence Nightingale)所发明,当年是南丁格尔用来呈现战地医院季节性死亡率的一种图表。由于半径和面积的关系是平方的关系,南丁格尔玫瑰图会将数据的比例大小夸大,尤其适合对比大小相近的数值,同时由于圆形有周期的特性,所以南丁格尔玫瑰图也适用于表示一个周期内的时间概念,比如星期、月份。

代码:

group1 = np.random.randint(20, 50, 4)
group2 = np.random.randint(10, 60, 4)
x = np.array([f'A组-Q{i}' for i in range(1, 5)] + [f'B组-Q{i}' for i in range(1, 5)])
y = np.array(group1.tolist() + group2.tolist())
# 玫瑰花瓣的角度和宽度
theta = np.linspace(0, 2 * np.pi, x.size, endpoint=False)
width = 2 * np.pi / x.size
# 生成8种随机颜色
colors = np.random.rand(8, 3)
# 将柱状图投影到极坐标
ax = plt.subplot(projection='polar')
# 绘制柱状图
plt.bar(theta, y, width=width, color=colors, bottom=0)
# 设置网格
ax.set_thetagrids(theta * 180 / np.pi, x, fontsize=10)
# 显示图表
plt.show()

输出:

3D图表

matplotlib 还可以用于绘制3D图,具体的内容大家可以参考官方文档,下面我们用一段简单的代码为大家展示如何绘制3D图表。

代码:

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D

fig = plt.figure(figsize=(8, 4), dpi=120)
# 创建3D坐标系并添加到画布上
ax = Axes3D(fig, auto_add_to_figure=False)
fig.add_axes(ax)
x = np.arange(-2, 2, 0.1)
y = np.arange(-2, 2, 0.1)
x, y = np.meshgrid(x, y)
z = (1 - y ** 5 + x ** 5) * np.exp(-x ** 2 - y ** 2)
# 绘制3D曲面
ax.plot_surface(x, y, z)
# 显示图表
plt.show()

输出:

需要指出的是, JupyterLab 中渲染的3D图并不是真正的3D图,因为你没有办法调整观察者的视角,也没有办法旋转或者缩放。如果想要看到真正的3D效果,需要在将图表渲染到 Qt 窗口中,为此我们可以先安装名为 PyQt6 的三方库,如下所示。

%pip install PyQt6

然后,我们使用魔法指令让 JupyterLab 将图表渲染到 Qt 窗口中。

%matplotlib qt

在完成上面的操作后,我们可以重新运行刚才绘制3D图的代码,看到如下所示的窗口。在这个窗口中,我们可以通过鼠标对3D进行旋转、缩放,我们有可以选中图表的一部分数据进行观测,是不是非常的酷。

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