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Python數(shù)據(jù)可視化工具測評:5大工具誰是第一,?

 網(wǎng)絡(luò)剽客 2020-08-05

劉早起 | 作者

早起Python | 來源


相信很多讀者學(xué)習(xí)Python就是希望作出各種酷炫的可視化圖表,當(dāng)然你一定會聽說過Matplotlib,、Pyecharts,、Seaborn、Plotly,、Bokeh這五大工具,,本文就將通過真實繪圖來深度評測這五個Python數(shù)據(jù)可視化的庫,看看到底這幾種工具各有什么優(yōu)缺點,,在制作圖表時該如何選擇,。

 指標(biāo)說明 

為了更清晰的了解這幾款用于可視化的Python在作圖時的異同,本文將使用同一組數(shù)據(jù)分別制作多系列條形圖來對比,,主要將通過以下幾個指標(biāo)來進行評測:

 數(shù)據(jù)說明 

本文使用的數(shù)據(jù)為Pyecharts中的faker數(shù)據(jù)

from pyecharts.faker import Faker
x = Faker.choose()
y1 = Faker.values()
y2 = Faker.values()

x為一列品牌名稱,,y1/y2為一列相同長度的無意義數(shù)據(jù),接下來讓我們使用不同的庫對這組數(shù)據(jù)進行可視化,!

1

Pyecharts

Echarts是一個由百度開源的數(shù)據(jù)可視化,,憑借著良好的交互性,精巧的圖表設(shè)計,,得到了眾多開發(fā)者的認(rèn)可,。而Python是一門富有表達力的語言,很適合用于數(shù)據(jù)處理,。當(dāng)數(shù)據(jù)分析遇上數(shù)據(jù)可視化時,,pyecharts 誕生了,,支持30+種圖表。在pyecharts中制作條形圖首先需要導(dǎo)入相關(guān)庫

from pyecharts import options as opts
from pyecharts.charts import Bar

接著是繪圖并不做任何任何調(diào)整,,首先創(chuàng)建一個Bar實例,,接著添加x軸y軸數(shù)據(jù),注意僅接收list格式數(shù)據(jù),,最后添加標(biāo)題并設(shè)置在notebook中直接展示,。總體來說還是比較符合正常的作圖邏輯,,整體代碼量并不多,。

c = (
    Bar()
    .add_xaxis(x)
    .add_yaxis('商家A', y1)
    .add_yaxis('商家B', y2)
    .set_global_opts(title_opts=opts.TitleOpts(title='Pyecharts—柱狀圖', subtitle=''))
).render_notebook()

默認(rèn)生成的兩系列柱狀圖如下:

可以看到,該圖支持交互式展示與點擊,,默認(rèn)生成的樣式也較為美觀,,并且Pyecharts有詳細(xì)的中文文檔與demo,網(wǎng)上關(guān)于Pyecharts的討論也較多,,如果是剛接觸的讀者也能比較快的上手,。當(dāng)然如果對默認(rèn)樣式不滿意的話,可以進行一些調(diào)整,,由于文檔十分完整,,所以代碼修改起來并不困難,比如可以修改主題并設(shè)置一些標(biāo)記線,、DataZoom,,添加小組件等

總體來說,由于Pyecharts是基于Echarts制作的,,因此生成圖表比較美觀,,并且官方中文文檔對相關(guān)設(shè)置講解非常詳細(xì),有關(guān)Pyecharts的討論也非常多,,所以如果在使用過程中有相關(guān)疑問也很容易通過檢索找到答案,,但遺憾的是不支持使用pandas中的series數(shù)據(jù),需要轉(zhuǎn)換為list才可以使用,,不過整體還是讓我很滿意的一款可視化庫,。

主觀評分:85分

2

Matplotlib

Matplotlib應(yīng)該是最廣泛使用的Python可視化工具,支持的圖形種類非常多,,使用Matplotlib制作相同效果的圖需要先導(dǎo)入相關(guān)庫,,并且并不支持原生中文所以還要設(shè)置下中文顯示

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']

接著就是繪圖,但是相比較于pyecharts大多是往寫好的代碼里面添加數(shù)據(jù),、配置不同,matplotlib大多數(shù)需要我們自己寫代碼,,所以代碼量可能稍多一點

width = 0.35
x1 = np.arange(len(x))

fig, ax = plt.subplots()
rects1 = ax.bar(x1 - width/2, y1, width, label='商家A')
rects2 = ax.bar(x1 + width/2, y2, width, label='商家B')

ax.set_title('Matplotlib—柱狀圖')
ax.set_xticks(x1)
ax.set_xticklabels(x)
ax.legend()

plt.show()

最后生成的默認(rèn)圖像如下

默認(rèn)配色不是很好看但也沒有很難看,,看起來更學(xué)術(shù)一點,,但是不支持交互式點擊查看等操作,雖然代碼量更多一點,,但是由于Matplotlib的火熱,,網(wǎng)上關(guān)于matplotlib的資料比Pyecharts要多很多,所以寫代碼于調(diào)整代碼的過程也并不復(fù)雜,。

主觀評分:77分

3

Plotly

Plotly也是一款非常強大的Python可視化庫,,Plotly內(nèi)置完整的交互能力及編輯工具,支持在線和離線模式,,提供穩(wěn)定的API以便與現(xiàn)有應(yīng)用集成,,既可以在web瀏覽器中展示數(shù)據(jù)圖表,也可以存入本地拷貝,。但是由于官方未提供中文文檔,,網(wǎng)上關(guān)于Plotly的教程也僅限于官方的一些demo,對于一些詳細(xì)的參數(shù)設(shè)置并沒有太多資料,,首先還是先導(dǎo)入相關(guān)庫并設(shè)置notebook顯示

import plotly
import plotly.offline as py
import plotly.graph_objs as go
plotly.offline.init_notebook_mode(connected=True)

接下來是繪圖代碼,,首先要對數(shù)據(jù)先進行處理,剩下的基礎(chǔ)配置其實和Pyecharts比較類似

trace0 = go.Bar(
    x = x,
    y = y1,
    name = '商家A',
)
trace1 = go.Bar(
    x = x,
    y = y2,
    name = '商家B',
)
data = [trace0,trace1]
layout = go.Layout(
        title={
        'text': 'Plotly-柱狀圖',
        'y':0.9,
        'x':0.5,
        'xanchor': 'center',
        'yanchor': 'top'})
fig = go.Figure(data=data, layout=layout)
py.iplot(fig)

默認(rèn)樣式生成的圖如上,,配色也不難看,,并且可以看到是支持交互式操作的,同時是默認(rèn)添加toolbox小組件,,可以更方便的查看,,支持30多種圖形,總體來說還是比較優(yōu)秀的一個可視化工具,,但是如果真要熟練使用的話可能需要一點時間用于查找相關(guān)資料,,因為網(wǎng)上關(guān)于Plotly的資料不多,大多是基本使用的簡單教程,,如果想查找一些細(xì)節(jié)的操作比如我為了查找讓標(biāo)題居中的方法,,百度之后用Google在國外某論壇找到類似問題并找到設(shè)置。

主觀評分:76分

4

Bokeh

Bokeh是一個專門針對Web瀏覽器的呈現(xiàn)功能的交互式可視化Python庫,。這是Bokeh與其它可視化庫最核心的區(qū)別,,它可以做出像D3.js簡潔漂亮的交互可視化效果,但是使用難度低于D3.js,,首先還是導(dǎo)入相關(guān)庫
from bokeh.transform import dodge
import pandas as pd
from bokeh.core.properties import value
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
%matplotlib inline
from bokeh.io import output_notebook
output_notebook() # 導(dǎo)入notebook繪圖模塊
from bokeh.plotting import figure,show
from bokeh.models import ColumnDataSource# 導(dǎo)入圖表繪制,、圖標(biāo)展示模塊 # 導(dǎo)入ColumnDataSource模塊 # 導(dǎo)入dodge、value模塊
相關(guān)依賴比上面三個要多出很多,,并且Bokeh有自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)ColumnDataSource,,所以要先對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換,接著就是創(chuàng)建畫布、添加數(shù)據(jù)及設(shè)置

df = pd.DataFrame({'商家A':y1,'商家B':y2},
          index = x_)
_x = ['商家A','商家B'] # 系列名
data = {'index':x_}
for i in _x:
    data[i] = df[i].tolist()# 生成數(shù)據(jù),,數(shù)據(jù)格式為dict
source = ColumnDataSource(data=data)# 將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為ColumnDataSource對象

p = figure(x_range=x_, y_range=(0, 150), plot_height=350, title='boken-柱狀圖',tools='crosshair,pan,wheel_zoom,box_zoom,reset,box_select,lasso_select')

p.vbar(x=dodge('index', -0.1, range=p.x_range), top='商家A', width=0.2, source=source,color='#718dbf', legend=value('商家A'))
p.vbar(x=dodge('index', 0.1, range=p.x_range), top='商家B', width=0.2, source=source,color='#e84d60', legend=value('商家B'))# dodge(field_name, value, range=None) → 轉(zhuǎn)換成一個可分組的對象,,value為元素的位置(配合width設(shè)置)
p.xgrid.grid_line_color = None
p.legend.location = 'top_left'
p.legend.orientation = 'horizontal' # 其他參數(shù)設(shè)置
show(p)

可以看到,Bokeh做出來的圖也是支持交互的,,不并且樣式之類的看上去還是比較舒服的,,不過上面這張圖是經(jīng)過調(diào)整顏色的,因為默認(rèn)不對兩個系列進行區(qū)分顏色

Bokeh一個很明顯的特點就是代碼量較上面三個工具要多了很多,,大多是在數(shù)據(jù)的處理上,,并且和Plotly一樣,有關(guān)bokeh相關(guān)的中文資料也不多,,大多是入門型的基本使用于介紹,,雖然從官方給出的圖來看能作出很多比pyecharts更精美的圖,但是查找相關(guān)參數(shù)的設(shè)置上將會耗費一定時間,。

主觀評分:71分

5

Seaborn

從seaborn官網(wǎng)給出的標(biāo)題就知道,,seaborn是為了統(tǒng)計圖表設(shè)計的,它是一種基于matplotlib的圖形可視化庫,,也就是在matplotlib的基礎(chǔ)上進行了更高級的API封裝,,從而使得作圖更加容易,在大多數(shù)情況下使用seaborn就能做出很具有吸引力的圖,,而使用matplotlib就能制作具有更多特色的圖,,還是我們的數(shù)據(jù),使用Seaborn制作首先需要導(dǎo)入相關(guān)庫,,由于是基于Matplotlib,,所以還是需要設(shè)置中文

import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']

接下來只要一行代碼就能生成我們要的圖,默認(rèn)配色也沒有顯得很難看

相比上面四種工具,,從代碼量上來看是非常簡潔的,,不過還是要先將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DataFrame格式,這里沒在代碼中體現(xiàn),,但依舊是最簡短的代碼,,同時并不支持交互。并且Seaborn和Plotly,、bokeh有一個共同的地方就是雖然強大,,但是網(wǎng)上有關(guān)這三個庫的教程、討論都遠(yuǎn)少于Pyecharts與Matplotlib,,如果是新手的話可能很難快速通過搜索解決你遇到的問題,,而需要自己研究別人的代碼。

主觀評分:72分

 小結(jié) 

以上就是對常見的5個Python數(shù)據(jù)可視化的評測,,可能通過繪制條形圖的方式去給每個工具打分不是非常合適,,但我想你應(yīng)該能夠大致熟悉到每個庫在繪圖時的特點,,同時也能在選擇這些工具之前有一個簡單的了解。

最后正如我們文中介紹的一樣,,不同工具的應(yīng)用場景,、目標(biāo)用戶都不完全相同,,所以我們在選擇工具時需要先思考自己的使用場景,,并且需要評估繪制目標(biāo)圖形的難度,就像有些工具雖然強大但是資料太少,,不要為了追求高級的樣式而浪費太多時間,!

如果你仍在猶豫學(xué)習(xí)哪一個工具的話,我的意見是:熟練掌握一個工具之后,,了解其他工具即可,!最后留一個彩蛋,大家可以猜一猜文中的雷達圖是使用文中提到的哪一款工具制作,。

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