• 【数据可视化】动态条形图Python代码实现


    使用 Python 中的 bar_chart_race_cn 库创建动态条形图

    前言

    数据可视化在今天的数据分析和传达信息中起着至关重要的作用。动态条形图是一种强大的数据可视化工具,可以帮助我们展示随时间变化的数据趋势。本文将介绍如何使用 Python 编程语言中的 bar_chart_race_cn 库创建动态条形图。动态条形图可以用于展示各种数据,从股票价格的波动到体育比赛的得分变化,它们能够生动地呈现数据的演变,有助于更好地理解和分析信息。

    在本文中,我们将深入探讨 bar_chart_race_cn 库的使用,以及如何准备数据、自定义图表样式以及创建动态条形图。我们还将介绍一些关键的 Python 库,如 pandasmatplotlib,它们在数据处理和图形绘制中扮演了重要的角色。

    无论你是数据分析师、数据科学家还是对数据可视化感兴趣的任何人,本文都将帮助你学会创建引人注目的动态条形图,以更好地传达你的数据和见解。

    准备工作

    在创建动态条形图之前,我们需要做一些准备工作。以下是我们将使用的主要Python库以及它们的作用:

    pandas

    pandas 是一个强大的数据处理库,它提供了用于导入、操作和分析数据的数据结构和函数。我们将使用 pandas 来读取和处理我们的数据。

    bar_chart_race_cn

    bar_chart_race_cn 是一个Python库,它是 bar_chart_race 的中文版本,用于创建动态条形图。我们将使用它来制作我们的动态条形图。

    matplotlib

    matplotlib 是一个用于创建静态图形的Python库。虽然 bar_chart_race_cn 用于创建动态图表,但我们仍然需要 matplotlib 用于设置字体和样式,以确保图表中的中文文本正确显示。

    用户选择要用于图表的列

    在我们的代码中,首先我们要求用户选择用于创建动态条形图的列。这是为了让用户决定图表中的关键数据是什么,以及如何显示它们。以下是这部分的代码解释:

    print("请选择用于图表的列:")
    for i, col in enumerate(column_names):
        print(f"{i + 1}: {col}")
    
    category_index = int(input("选择类别列的索引 (1-{num_columns}): ")) - 1
    value_index = int(input("选择值列的索引 (1-{num_columns}): ")) - 1
    date_index = int(input("选择日期列的索引 (1-{num_columns}): ")) - 1
    
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    在这里,我们首先列出了数据框中的所有列供用户选择。然后,用户被要求输入用于类别、值和日期的列的索引。这些选择将决定动态条形图中的类别、值和时间维度。

    读取CSV文件

    接下来,我们读取一个CSV文件以获取我们的数据。这是通过以下代码完成的:

    df = pd.read_csv('game_demo.csv')
    
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    这一行代码使用了 pandas 库中的 read_csv 函数,它将CSV文件读取到一个名为 df 的数据框中。这个数据框将包含我们用于创建动态条形图的数据。

    设置中文字体和样式

    在我们的代码中,我们希望图表中的中文文本显示正确,因此我们需要设置中文字体和样式。这是通过以下代码完成的:

    plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
    plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
    
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    这些行代码使用了 matplotlib 库的 rcParams 设置,将中文字体设置为SimHei,同时设置axes.unicode_minus为False,以解决负号显示问题。

    创建动态图表

    最后,我们使用 bar_chart_race_cn 库来创建动态条形图。以下是这一部分的代码解释:

    bcr.bar_chart_race(df=df.pivot(index=date_column, columns=category_column, values=value_column),
                       filename='test.mp4', n_bars=5, fixed_max=True,
                       period_label={'x': .99, 'y': .25, 'ha': 'right', 'va': 'center'}, period_fmt='%Y',
                       period_summary_func=lambda v, r: {'x': .99, 'y': .5,
                                                         's': f'Top 3: {v.nlargest(3).map("{:.2f}".format).to_string(index=False)}',
                                                         'ha': 'right', 'size': 8}, perpendicular_bar_func='median',
                       title=f'{category_column} {value_column} 变化',
                       shared_fontdict={'family': 'Microsoft YaHei'}, bar_kwargs={'alpha': .7},
                       )
    
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    在这里,我们调用了 bar_chart_race_cn 库中的 bar_chart_race 函数,传递了多个参数,包括数据框、输出文件名、条形图的一些参数(如条形数量、是否使用固定的最大值等)、图表标签、标题、字体设置等等。

    示例

    为了更好地理解如何使用 bar_chart_race_cn 库创建动态条形图,让我们考虑一个示例。假设我们有一份包含每年不同城市的gdp数据的CSV文件,我们希望创建一个动态条形图来展示每个城市的人口随时间的变化。

    首先,我们需要准备数据,选择城市作为类别列,gdp作为值列,日期作为日期列。接着,我们使用以下代码创建动态条形图:

    # -*- coding = utf-8 -*-
    """
    # @Time : 2023/9/16 17:00
    # @Author : FriK_log_ff 374591069
    # @File : region.py
    # @Software: PyCharm
    # @Function: 请输入项目功能
    """
    import pandas as pd
    import bar_chart_race_cn as bcr
    import matplotlib.pyplot as plt
    
    plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
    plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
    
    # 读取CSV文件
    df = pd.read_csv('all_region.csv')
    
    # 自动获取列数和列名
    num_columns = len(df.columns)
    column_names = df.columns.tolist()
    
    # 用户选择要用于图表的列
    print("请选择用于图表的列:")
    for i, col in enumerate(column_names):
        print(f"{i + 1}: {col}")
    
    category_index = int(input("选择类别列的索引 (1-{num_columns}): ")) - 1
    value_index = int(input("选择值列的索引 (1-{num_columns}): ")) - 1
    date_index = int(input("选择日期列的索引 (1-{num_columns}): ")) - 1
    
    # 根据用户选择的列索引获取列名
    category_column = column_names[category_index]
    value_column = column_names[value_index]
    date_column = column_names[date_index]
    date_format = '%Y'
    df[date_column] = pd.to_datetime(df[date_column], format=date_format)
    # 设置参数
    
    
    # 创建动态图表
    bcr.bar_chart_race(
        df=df.pivot(index=date_column, columns=category_column, values=value_column),
        filename='test.mp4', n_bars=5, fixed_max=True,
        period_label={'x': .99, 'y': .25, 'ha': 'right', 'va': 'center'}, period_fmt='%Y',
        period_summary_func=lambda v, r : {'x': .99, 'y': .5, 's': f'Top 3: {v.nlargest(3)}', 'ha': 'right', 'size': 8},
        perpendicular_bar_func='median',
        title=f'{category_column} {value_column} 变化',
        shared_fontdict={'family': 'Microsoft YaHei'}, bar_kwargs={'alpha': .7},
    )
    
    
    
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    在这个示例中,我们首先读取了包含人口数据的CSV文件,并设置了中文字体和样式。然后,我们选择了类别列(城市)、值列(人口数量)和日期列,以便创建图表。最后,我们调用 bar_chart_race_cn 库来生成动态条形图,并指定输出文件名为population_race.mp4

    这个示例展示了如何使用代码生成动态条形图,以可视化城市人口随时间的变化。读者可以根据自己的数据和需求来创建类似的动态图表。

    在这里插入图片描述

    country,gdp,year
    北京市,41610.9,2022
    北京市,41045.6,2021
    北京市,35943.3,2020
    北京市,35445.1,2019
    北京市,33106,2018
    北京市,29883,2017
    北京市,27041.2,2016
    北京市,24779.1,2015
    北京市,22926,2014
    北京市,21134.6,2013
    北京市,19024.7,2012
    北京市,17188.8,2011
    北京市,14964,2010
    北京市,12900.9,2009
    北京市,11813.1,2008
    北京市,10425.5,2007
    北京市,8387,2006
    北京市,7149.8,2005
    北京市,6252.5,2004
    北京市,5267.2,2003
    天津市,16311.3,2022
    天津市,15685.1,2021
    天津市,14008,2020
    天津市,14055.5,2019
    天津市,13362.9,2018
    天津市,12450.6,2017
    天津市,11477.2,2016
    天津市,10879.5,2015
    天津市,10640.6,2014
    天津市,9945.4,2013
    天津市,9043,2012
    天津市,8112.5,2011
    天津市,6830.8,2010
    天津市,5709.6,2009
    天津市,5182.4,2008
    天津市,4158.4,2007
    天津市,3538.2,2006
    天津市,3158.6,2005
    天津市,2621.1,2004
    天津市,2257.8,2003
    河北省,42370.4,2022
    河北省,40397.1,2021
    河北省,36013.8,2020
    河北省,34978.6,2019
    河北省,32494.6,2018
    河北省,30640.8,2017
    河北省,28474.1,2016
    河北省,26398.4,2015
    河北省,25208.9,2014
    河北省,24259.6,2013
    河北省,23077.5,2012
    河北省,21384.7,2011
    河北省,18003.6,2010
    河北省,15306.9,2009
    河北省,14200.1,2008
    河北省,12152.9,2007
    河北省,10043,2006
    河北省,8773.4,2005
    河北省,7588.6,2004
    河北省,6333.6,2003
    山西省,25642.6,2022
    山西省,22870.4,2021
    山西省,17835.6,2020
    山西省,16961.6,2019
    山西省,15958.1,2018
    山西省,14484.3,2017
    山西省,11946.4,2016
    山西省,11836.4,2015
    山西省,12094.7,2014
    山西省,11987.2,2013
    山西省,11683.1,2012
    山西省,10894.4,2011
    山西省,8903.9,2010
    山西省,7147.6,2009
    山西省,7223,2008
    山西省,5935.6,2007
    山西省,4713.6,2006
    山西省,4079.4,2005
    山西省,3496,2004
    山西省,2854.3,2003
    内蒙古自治区,23158.6,2022
    内蒙古自治区,21166,2021
    内蒙古自治区,17258,2020
    内蒙古自治区,17212.5,2019
    内蒙古自治区,16140.8,2018
    内蒙古自治区,14898.1,2017
    内蒙古自治区,13789.3,2016
    内蒙古自治区,12949,2015
    内蒙古自治区,12158.2,2014
    内蒙古自治区,11392.4,2013
    内蒙古自治区,10470.1,2012
    内蒙古自治区,9458.1,2011
    内蒙古自治区,8199.9,2010
    内蒙古自治区,7104.2,2009
    内蒙古自治区,6242.4,2008
    内蒙古自治区,5166.9,2007
    内蒙古自治区,4161.8,2006
    内蒙古自治区,3523.7,2005
    内蒙古自治区,2942.4,2004
    内蒙古自治区,2388.4,2003
    辽宁省,28975.1,2022
    辽宁省,27569.5,2021
    辽宁省,25011.4,2020
    辽宁省,24855.3,2019
    辽宁省,23510.5,2018
    辽宁省,21693,2017
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    辽宁省,20210.3,2015
    辽宁省,20025.7,2014
    辽宁省,19208.8,2013
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    辽宁省,16354.9,2011
    辽宁省,13896.3,2010
    辽宁省,12815.7,2009
    辽宁省,12137.7,2008
    辽宁省,10292.2,2007
    辽宁省,8390.3,2006
    辽宁省,7260.8,2005
    辽宁省,6469.8,2004
    辽宁省,5906.3,2003
    吉林省,13070.2,2022
    吉林省,13163.8,2021
    吉林省,12256,2020
    吉林省,11726.8,2019
    吉林省,11253.8,2018
    吉林省,10922,2017
    吉林省,10427,2016
    吉林省,10018,2015
    吉林省,9966.5,2014
    吉林省,9427.9,2013
    吉林省,8678,2012
    吉林省,7734.6,2011
    吉林省,6410.5,2010
    吉林省,5434.8,2009
    吉林省,4834.7,2008
    吉林省,4080.3,2007
    吉林省,3226.5,2006
    吉林省,2776.5,2005
    吉林省,2455.2,2004
    吉林省,2141,2003
    黑龙江省,15901,2022
    黑龙江省,14858.2,2021
    黑龙江省,13633.4,2020
    黑龙江省,13544.4,2019
    黑龙江省,12846.5,2018
    黑龙江省,12313,2017
    黑龙江省,11895,2016
    黑龙江省,11690,2015
    黑龙江省,12170.8,2014
    黑龙江省,11849.1,2013
    黑龙江省,11015.8,2012
    黑龙江省,9935,2011
    黑龙江省,8308.3,2010
    黑龙江省,7218.9,2009
    黑龙江省,7134.2,2008
    黑龙江省,6126.3,2007
    黑龙江省,5329.8,2006
    黑龙江省,4756.4,2005
    黑龙江省,4134.7,2004
    黑龙江省,3609.7,2003
    上海市,44652.8,2022
    上海市,43653.2,2021
    上海市,38963.3,2020
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    上海市,36011.8,2018
    上海市,32925,2017
    上海市,29887,2016
    上海市,26887,2015
    上海市,25269.8,2014
    上海市,23204.1,2013
    上海市,21305.6,2012
    上海市,20009.7,2011
    上海市,17915.4,2010
    上海市,15742.4,2009
    上海市,14536.9,2008
    上海市,12878.7,2007
    上海市,10598.9,2006
    上海市,9197.1,2005
    上海市,8101.6,2004
    上海市,6804,2003
    江苏省,122875.6,2022
    江苏省,117392.4,2021
    江苏省,102807.7,2020
    江苏省,98656.8,2019
    江苏省,93207.6,2018
    江苏省,85869.8,2017
    江苏省,77350.9,2016
    江苏省,71255.9,2015
    江苏省,64830.5,2014
    江苏省,59349.4,2013
    江苏省,53701.9,2012
    江苏省,48839.2,2011
    江苏省,41383.9,2010
    江苏省,34471.7,2009
    江苏省,30945.5,2008
    江苏省,25988.4,2007
    江苏省,21240.8,2006
    江苏省,18121.3,2005
    江苏省,14823.1,2004
    江苏省,12442.9,2003
    浙江省,77715.4,2022
    浙江省,74040.8,2021
    浙江省,64689.1,2020
    浙江省,62462,2019
    浙江省,58002.8,2018
    浙江省,52403.1,2017
    浙江省,47254,2016
    浙江省,43507.7,2015
    浙江省,40023.5,2014
    浙江省,37334.6,2013
    浙江省,34382.4,2012
    浙江省,31854.8,2011
    浙江省,27399.9,2010
    浙江省,22833.7,2009
    浙江省,21284.6,2008
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    浙江省,13028.3,2005
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    安徽省,45045,2022
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    安徽省,29676.2,2017
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    安徽省,23831.2,2015
    安徽省,22519.7,2014
    安徽省,20584,2013
    安徽省,18341.7,2012
    安徽省,16284.9,2011
    安徽省,13249.8,2010
    安徽省,10864.7,2009
    安徽省,9517.7,2008
    安徽省,7941.6,2007
    安徽省,6500.3,2006
    安徽省,5675.9,2005
    安徽省,5129.1,2004
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    总结

    本文介绍了如何使用 Python 编程语言中的 bar_chart_race_cn 库创建动态条形图。以下是我们在本文中学到的关键要点:

    1. 数据可视化的重要性:数据可视化是理解和传达数据的强大工具,动态条形图可以生动地展示数据随时间的变化趋势,有助于更深入地理解信息。

    2. 准备工作:在创建动态条形图之前,我们需要准备数据。本文介绍了使用 pandas 库读取和处理数据,以及设置中文字体和样式以确保中文文本正确显示。

    3. 创建动态图表:使用 bar_chart_race_cn 库,我们可以轻松地创建动态条形图。我们了解了如何设置图表参数,包括条形数量、固定最大值、图表标签、标题等。

    4. 示例:本文还提供了一个示例,展示了如何创建动态条形图以可视化城市人口随时间的变化。这个示例可作为参考,帮助读者开始制作自己的动态图表。

    无论你是数据分析师、数据科学家还是对数据可视化感兴趣的任何人,本文提供了一个简单而强大的工具,帮助你创建引人注目的动态数据可视化图表。通过合理利用这些技能,你可以更好地传达数据和见解,为你的数据分析工作增色不少。

    结语

    数据可视化是数据分析的关键部分,动态条形图为我们提供了一种生动而强大的方式来展示数据。在这篇文章中,我们学习了如何使用 bar_chart_race_cn 库创建动态条形图,以及如何准备数据和设置样式。希望本文能够帮助你更好地利用数据可视化来分析和传达信息。如果你有任何问题或需要进一步的帮助,请随时与我们联系。

    接下来,你可以继续完善文章的其他部分,如添加更多示例、绘制更多图表,或者根据读者反馈进行修改和优化。希望这篇文章能对你的读者有所帮助!

    bar_chart_race_cn下载

    pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple  bar_chart_race_cn
    
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