Python數(shù)據(jù)分析與可視化項目實戰(zhàn) 課件 項目3 Matplotlib之大學(xué)招生數(shù)據(jù)展示

項目背景項目準備項目分析項目實現(xiàn)項目拓展2023年2月，教育部等五部門印發(fā)了《普通高等教育學(xué)科專業(yè)設(shè)置調(diào)整優(yōu)化改革方案》（以下簡稱《改革方案》）。文件提出，到2025年，優(yōu)化調(diào)整高校20%左右學(xué)科專業(yè)布點，新設(shè)一批適應(yīng)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式的學(xué)科專業(yè)，淘汰不適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的學(xué)科專業(yè)；各高校為主動服務(wù)國家戰(zhàn)略、區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展需要，不斷優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，設(shè)置符合辦學(xué)定位和辦學(xué)特色的專業(yè)。大學(xué)生高職教育是指在高等教育層次中，專門為普通高中畢業(yè)生提供的職業(yè)技能教育，旨在培養(yǎng)具有高素質(zhì)職業(yè)技能和較好的綜合素質(zhì)的高素質(zhì)技能型人才。大學(xué)生高職專業(yè)設(shè)置要滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要和地方經(jīng)濟社會發(fā)展需求，緊密結(jié)合當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展實際增設(shè)專業(yè)，對就業(yè)率過低、不適應(yīng)社會需求的專業(yè)，高校應(yīng)謹慎增設(shè)、及時調(diào)減。

分析高校的專業(yè)錄取情況，是專業(yè)設(shè)置調(diào)整優(yōu)化的依據(jù)之一，本項目通過對某行業(yè)院校每年專業(yè)的入學(xué)人數(shù)、錄取分數(shù)分析、生源地、性別結(jié)構(gòu)等分析，學(xué)習(xí)用Matplotlib繪制折線圖、餅圖、柱狀圖、組合圖的相關(guān)知識項目背景項目準備項目分析項目實現(xiàn)項目拓展1.matplotlib

簡介Python繪圖庫眾多，各有其特點，其中Matplotlib是一個Python的2D繪圖庫，它以各種硬拷貝格式和跨平臺的交互式環(huán)境生成出版質(zhì)量級別的圖形。通過Matplotlib庫,開發(fā)者僅需要幾行代碼，便可以生成折線圖（plot()）、柱形圖（bar()）、餅圖（pie()）等。Matplotlib中的基本圖表包括元素:X軸和Y軸、水平和垂直的軸線、X軸和Y軸刻度、刻度標示坐標軸的分隔，包括最小刻度和最大刻度、X軸和Y軸刻度標簽、表示特定坐標軸的值、繪圖區(qū)域、實際繪圖的區(qū)域。2.對統(tǒng)計結(jié)果可視化下面以統(tǒng)計各學(xué)院2016~2018年入學(xué)的學(xué)生人數(shù)為例，繪制折線圖。利用query查詢數(shù)據(jù)，并利用groupby分組統(tǒng)計各學(xué)院2016、2017、2018年的入學(xué)學(xué)生人數(shù)，Matplotlib支持利用查詢結(jié)果直接生成折線圖，利用plot()即可繪制。3.解決分組統(tǒng)計中漢字顯示問題

如果你是第一次使用matplotlib輸出圖形，可能會遇到分組統(tǒng)計中的漢字列無法正常顯示的情況,解決方法為安裝simhei.ttf字體，具體操作過程請掃描二維碼項目背景項目準備項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景4、折線圖系統(tǒng)默認生成的折線圖中的線條不知道對應(yīng)哪一年的數(shù)據(jù)，而且也不夠美觀，如果想要進一步美化，就要理解折線圖的畫法。折線圖是一種以變化的曲線來反映數(shù)據(jù)變化的簡單圖形，也是一種典型的直角坐標圖。理論上，折線圖是需要一系列形如（x，y）的坐標點，以此表達此類數(shù)據(jù)序列，我們一般通過列表即可完成。一個列表存放x軸數(shù)據(jù)，一個列表存放y軸數(shù)據(jù)，然后根據(jù)x軸和y軸在列表中的數(shù)據(jù)即可確定數(shù)據(jù)點，然后再用直線連接這些數(shù)據(jù)點即可組成一條變化的曲線。

項目準備項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景5、美化折線圖5.1繪制折線圖折線圖是一種以變化的曲線來反映數(shù)據(jù)變化的簡單圖形。也是一種典型的直角坐標圖，所以折線圖理論上是需要一系列形如（x，y）的坐標點，表達此類數(shù)據(jù)序列，我們一般通過列表即可完成。一個列表存放x軸數(shù)據(jù)，一個列表存放y軸數(shù)據(jù)，然后根據(jù)x軸和y軸在列表中的數(shù)據(jù)即可確定數(shù)據(jù)點，然后再用直線連接這些數(shù)據(jù)點即可組成一條變化的曲線畫一個簡單的折線圖非常簡單，只要三步即可。步驟1：導(dǎo)入matplotlib中的畫圖工具包pyplot步驟2：利用plot畫出圖線步驟3：利用show把圖顯示出來項目準備項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景5.2認識折線圖中的參數(shù)python是面向?qū)ο蟮?，同樣利用matplotib畫圖從面向?qū)ο蟮慕嵌雀菀桌斫??！駝?chuàng)建Figure對象可看成是一個畫布。有了畫布之后，才能在上面畫各種圖?！裉砑覣xes對象即想畫的圖。那么這個圖肯定要包含許多信息，比如曲線、坐標軸、標題、圖例、注釋等。這些就是Axes對象包含的屬性，它們也是各種對象?！裨贏xes對象中添加顯示的內(nèi)容或元素●對Figure、Axes中的元素進行修飾項目準備項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景6、學(xué)習(xí)其他常見圖形的繪制6.1柱形圖柱形圖，又稱長條圖、柱狀統(tǒng)計圖、條圖、條狀圖、棒形圖，是一種以長方形的長度為變量的統(tǒng)計圖表。長條圖用來比較兩個或以上的價值（不同時間或者不同條件），只有一個變量，通常利用于較小的數(shù)據(jù)集分析。柱狀圖的參數(shù)有：Bar：x軸顯示的數(shù)據(jù)，y軸顯示的數(shù)據(jù)，柱子的顏色，柱子寬度，柱子的透明度width：設(shè)置bar中寬度color：設(shè)置柱子的顏色alpha：設(shè)置透明度，值在0-1之間。項目準備項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景6.2餅圖餅狀圖是數(shù)據(jù)可視化中常見的一種類型，能夠直觀地表示各類別在總體中所占的比例。用pie()方法進行繪制餅圖，Pie(各個餅塊的尺寸，每個餅塊的標簽，各餅的顏色，餅塊內(nèi)標簽)。其中，用labels表示每個餅塊的標簽，字符串列表。默認值為None。colors表示每個餅塊的顏色，類數(shù)組結(jié)構(gòu)，顏色會循環(huán)使用。默認值為None，使用當前色彩循環(huán)。autopct表示餅塊內(nèi)標簽。None或字符串或可調(diào)用對象。默認值為None。如果值為格式字符串，標簽將被格式化，如果值為函數(shù)，將被直接調(diào)用。另外還可以用pctdistance表示餅塊內(nèi)標簽與圓心的距離。浮點數(shù)。默認值為0.6，autopct不為None該參數(shù)生效。shadow表示餅圖下是否有陰影。布爾值。默認值為False。labeldistance表示餅塊外標簽與圓心的距離。浮點值或None。默認值為1.1。如果設(shè)置為None，標簽不會顯示，但是圖例可以使用標簽。項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景項目準備1、繪制折線圖畫一個簡單的折線圖非常簡單，只要三步即可。步驟1：導(dǎo)入matplotlib中的畫圖工具包pyplot步驟2：利用plot畫出圖線步驟3：利用show把圖顯示出來項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景項目準備2、修飾折線圖——設(shè)置背景色、標簽等在2.3中對Sale表每個人的實發(fā)工資繪制了折線圖，下面對該折線圖設(shè)置背景色、標簽等效果。其中：lfig.set_facecolor('skyblue')

表示將畫布背景色設(shè)置為天藍色。lfig.add_axes([0.1,0.2,0.7,0.8])

表示設(shè)置坐標軸。lplt.xlabel("人員",{"color":"green","fontsize":15})

表示將橫坐標軸的標簽文字顯示為“人員”，文字設(shè)置為綠色，字體大小為15號。lplt.ylabel("薪水（元）",{"color":"green","fontsize":15})

表示將縱坐標軸的標簽顯示為“薪水（元）”，文字設(shè)置設(shè)置為綠色，字體大小為15號。lplt.title("員工薪水",{"color":"yellow","fontsize":20})

表示設(shè)置圖表的標題為“員工薪水”，文字設(shè)置設(shè)置為黃色，字體大小為15號。項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景項目準備3、增加圖例、文字和注釋等說明可以使用legend(labels,title)來給圖形加上圖例，參數(shù)labels可以設(shè)置圖列線條名稱。參數(shù)title可以設(shè)置圖例標題，使用plt.text(x,y,s)把文本添加到指定坐標軸上。text為注釋文本內(nèi)容，xy為指向坐標點，xytext為文本坐標位置，arrowprops可以設(shè)置箭頭樣式。項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景項目準備4、柱形圖在數(shù)據(jù)分析中，經(jīng)常會做統(tǒng)計分析，例如要展示每個學(xué)院人數(shù)的柱形圖，需要利用count（）統(tǒng)計人數(shù)，特別注意的是學(xué)院的人數(shù)是統(tǒng)計生成的新字段，無法直接將值傳遞給參數(shù)，因此在調(diào)用值時，需要創(chuàng)建一個新的DataFrame來存儲結(jié)果，然后將統(tǒng)計的索引值分別傳給兩個字段。5、折線圖與柱形圖如果要對每個專業(yè)的入學(xué)成績的最高、最低和平均分做統(tǒng)計，并進行直觀呈現(xiàn)，可以用柱形圖展示每個專業(yè)錄取的平均分數(shù)，折現(xiàn)圖展示入學(xué)成績的最高、最低分。項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景項目準備1、調(diào)用表中數(shù)據(jù)繪制折線圖項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景項目準備2、修飾折線圖——設(shè)置背景色、標簽等項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景項目準備3、增加圖例、文字和注釋等說明項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景項目準備3、柱形圖項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景項目準備4、折線圖與柱形圖項目分析項目實現(xiàn)項目拓展項目背景項目準備5、餅圖項目分析項目拓展項目背景項目準備項目實現(xiàn)4、生成組合圖生成組合圖通?？梢杂胊xes手繪子圖，用subplot創(chuàng)建網(wǎng)格子圖、用GridSpec繪制多子圖，由于GridSpec用法較為復(fù)雜，這里重點講解xes手繪子圖和subplot創(chuàng)建網(wǎng)格子圖。4.1plt.axes：手繪子圖創(chuàng)建軸的最基本方法是使用plt.axes功能。在默認情況下，這會創(chuàng)建一個填充整個圖形的標準軸對象。plt.axes有一個可選參數(shù)，它是圖坐標系中四個數(shù)字的列表。這些數(shù)字表示[left,bottom,width,height]在圖形坐標系中，其范圍從圖的左下角的0到圖的右上角的1。項目分析項目拓展項目背景項目準備項目實現(xiàn)4.1plt.axes：手繪子圖創(chuàng)建軸的最基本方法是使用plt.axes功能。在默認情況下，這會創(chuàng)建一個填充整個圖形的標準軸對象。plt.axes有一個可選參數(shù)，它是圖坐標系中四個數(shù)字的列表。這些數(shù)字表示[left,bottom,width,height]在圖形坐標系中，其范圍從圖的左下角的0到圖的右上角的1。項目分析項目拓展項目背景項目準備項目實現(xiàn)4.2Subplot（）創(chuàng)建網(wǎng)格子圖繪制多個子圖的組合，也可以利用python的matplotlib包下的subplot函數(shù)，該函數(shù)可以將多個子圖放在同一個畫板上，并且每個圖的大小默認一樣。其格式為：項目分析項目拓展項目背景項目準備項目實現(xiàn)plt.subplot(2，2，1)表示將畫板劃分為2行2列，然后取第1個區(qū)域。那么第幾個區(qū)域是怎么界定的呢？這個規(guī)則遵循行優(yōu)先數(shù)數(shù)規(guī)則。比如