Plotly : 超好用的Python可视化工具

在这个数据驱动的时代，数据可视化不仅仅是一种展示数据的方式，更是一种艺术。它让我们能够直观地理解数据，发现数据背后的故事。而 Plotly，这个强大的 Python 库，正是我们探索数据之美的得力助手。

安装：开始你的 Plotly 之旅

在开始我们的探索之前，确保你的 Python 环境中已经安装了 Plotly。如果你还没有安装，只需在命令行中输入以下命令：

pip install plotly

安装完成后，我们就可以在 Python 的海洋中，乘风破浪，绘制出属于我们自己的数据世界。

基本折线图：简单却强大的起点

让我们从最基本的折线图开始，这是数据可视化的经典之作。以下是一个简单的折线图示例代码：

import plotly.graph_objects as go
import numpy as np# 生成样本数据
x = np.linspace(0, 10, 100)
y = np.sin(x)# 创建基本折线图
fig = go.Figure(data=go.Scatter(x=x, y=y, mode='lines'))# 添加标题和标签
fig.update_layout(title='plotly 折线图', xaxis_title='X-axis', yaxis_title='Y-axis')# 展示图表
fig.show()

运行这段代码后，你将看到一个随 x 轴变化而波动的正弦波形图。这是一个非常基础的示例，但它展示了 Plotly 创建图表的能力。

带颜色的散点图：数据的多彩世界

接下来，我们来探索一下散点图。散点图是一种展示两个变量之间关系的图表。通过颜色的渐变，我们可以展示第三个维度的信息，让图表更加丰富和直观。

import plotly.express as px
import pandas as pd
import numpy as np# 生成样本数据
np.random.seed(42)
df = pd.DataFrame({'X': np.random.rand(50), 'Y': np.random.rand(50), 'Size': np.random.rand(50) * 30})# 创建带有颜色梯度的散点图
fig = px.scatter(df, x='X', y='Y', size='Size', color='Size', title='plotly Scatter Plot with Color Gradient')# 展示图表
fig.show()

这段代码将生成一个带有颜色梯度的散点图，每个点的大小和颜色代表了不同的数据维度。

三维曲面图：探索数据的深度

三维曲面图是一种展示三个变量之间关系的高级图表。它通过曲面的形状和颜色，展示了数据在三维空间中的分布和变化。

import plotly.graph_objects as go
import numpy as np# 生成样本数据
x = np.linspace(-5, 5, 100)
y = np.linspace(-5, 5, 100)
x, y = np.meshgrid(x, y)
z = np.sin(np.sqrt(x ** 2 + y ** 2))# 创建三维曲面图
fig = go.Figure(data=[go.Surface(z=z, x=x, y=y)])# 添加标题和标签
fig.update_layout(title='plotly 3D Surface Plot', scene=dict(xaxis_title='X-axis', yaxis_title='Y-axis', zaxis_title='Z-axis'))# 展示图表
fig.show()

运行这段代码，你将看到一个动态的三维曲面图，它以一种全新的视角展示了数据的深度。

气泡图：让世界看到你的数据

气泡图是散点图的一种变体，它通过气泡的大小来展示第三个维度的信息。这种图表非常适合展示地理数据，比如国家的人口分布。

import plotly.express as px# 使用Gapminder数据集生成样本数据
df = px.data.gapminder().query("year == 2024")# 创建气泡地图
fig = px.scatter_geo(df, locations='iso_alpha', size='pop', hover_name='country', title='plotly Bubble Map')# 展示图表
fig.show()

这段代码将生成一个气泡地图，每个国家的气泡大小代表了其人口数量。

小提琴图：数据分布的优雅展现

小提琴图是一种结合了箱形图和核密度图的图表，它能够展示数据的分布情况，同时提供箱形图中的统计信息。

import plotly.express as px
import seaborn as sns# 加载样本数据集，注意数据集获取可能需要梯子
tips = sns.load_dataset('tips')# 创建小提琴图
fig = px.violin(tips, y='total_bill', x='day', box=True, points="all", title='小提琴图')# 展示图表
fig.show()

这段代码将展示每天账单总额的分布情况，小提琴图以其优雅的形态，让数据的分布一目了然。

旭日图：分层数据的直观展示

旭日图是一种展示分层数据的图表，它通过圆圈上的环来表示数据的层次结构。这种图表非常适合展示复杂的分类数据。

import plotly.express as px# 使用内置数据集生成样本数据
df = px.data.tips()# 创建旭日图
fig = px.sunburst(df, path=['sex', 'day', 'time'], values='total_bill', title='旭日图')# 展示图表
fig.show()

这段代码将展示一个旭日图，通过不同颜色的环，直观地展示了数据的分层结构。

热力图：变量之间关系的直观展示

热力图是一种展示变量之间相关性的图表，它通过颜色的深浅来表示相关系数的大小。

import plotly.express as px
import numpy as np# 生成样本数据
np.random.seed(42)
corr_matrix = np.random.rand(10, 10)# 创建带有注释的热力图
fig = px.imshow(corr_matrix, labels=dict(x="X-axis", y="Y-axis", color="Correlation"), title='Heatmap with Annotations')# 展示图表
fig.show()

这段代码将生成一个热力图，通过颜色的变化，直观地展示了变量之间的相关性。

雷达图：多维数据的全面展示

雷达图是一种展示多维数据的图表，它通过多个维度的数据量映射到坐标轴上，形成一个完整的雷达图。

import plotly.graph_objects as go  # 生成样本数据  
categories = ['Speed', 'Reliability', 'Comfort', 'Safety', 'Efficiency']  
values = [90, 60, 85, 70, 80]  # 创建雷达图  
fig = go.Figure()  
fig.add_trace(go.Scatterpolar(r=values, theta=categories, fill='toself', name='Product A'))  # 添加标题  
fig.update_layout(title='雷达图')  # 展示图表  
fig.show()

这段代码将展示一个雷达图，通过雷达图的形状，全面地展示了产品在不同维度上的表现。

三维散点图：空间中的点云

三维散点图是一种在三维空间中展示数据点的图表，它通过颜色和大小来展示数据的多个维度。

import plotly.graph_objects as go
import numpy as np# 生成样本数据
np.random.seed(42)
x = np.random.rand(100)
y = np.random.rand(100)
z = np.random.rand(100)# 创建三维散点图
fig = go.Figure(data=[go.Scatter3d(x=x, y=y, z=z, mode='markers', marker=dict(size=8, color=z, colorscale='Viridis'))])# 添加标题和标签
fig.update_layout(title='3D Scatter Plot', scene=dict(xaxis_title='X-axis', yaxis_title='Y-axis', zaxis_title='Z-axis'))# 展示图表
fig.show()

这段代码将生成一个三维散点图，通过点的颜色和大小，展示了数据在三维空间中的分布。

漏斗图 ：业务流程的直观分析

漏斗图（Funnel Chart）是一种可视化工具，通常用于展示业务流程或转化过程中的各个阶段，以及在每个阶段中用户或业务量的变化。这种图表特别适用于分析转化率，即在一系列步骤中，参与者或项目从一个阶段到下一个阶段的减少率。

import plotly.graph_objects as go  # 导入Plotly的graph_objects模块# 生成样本数据
values = [500, 450, 350, 300, 200]  # 假设的各阶段业务量# 创建一个漏斗图
fig = go.Figure(go.Funnel(  # 使用Funnel对象来创建漏斗图y=['Stage 1', 'Stage 2', 'Stage 3', 'Stage 4', 'Stage 5'],  # 漏斗图各阶段的名称x=values,  # 各阶段的业务量数据textinfo='value+percent initial'  # 漏斗图中显示的信息，这里显示初始值和百分比)
)# 添加标题
fig.update_layout(title='漏斗图')  # 更新图表布局，设置标题为“漏斗图”# 展示图表
fig.show()  # 显示图表

这段代码将生成一个漏斗图，表示一个具有不同阶段的连续过程。每个部分的大小代表相应的值。

总结

Plotly 是一个通用且功能强大的 Python 数据可视化库。本文介绍了一系列高级示例，展示了各种绘图类型和交互功能。请尝试使用所提供的代码示例，深入了解 Plotly 的功能，提高大家数据可视化的技能。

原文地址：https://mp.weixin.qq.com/s/rA7T5CgFWzswx8RXcXuuPg
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