Python數(shù)據(jù)可視化（微課版）課后習(xí)題參考答案 呂云翔

第1章一、選擇題CCBDB二、判斷題√×××√三、填空題1.信息2.信息3.圖元4.視覺隱喻5.數(shù)據(jù)可視化四、問答題1.數(shù)據(jù)可視化是通過圖形化手段將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成視覺表現(xiàn)形式的過程，目的是更直觀地理解、分析和溝通數(shù)據(jù)。2.在大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)可視化幫助人們從海量數(shù)據(jù)中快速識(shí)別趨勢(shì)、模式和異常，促進(jìn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策。3.數(shù)據(jù)采集分類主要包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)采集和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)采集。4.數(shù)據(jù)的模式是數(shù)據(jù)中的常規(guī)和規(guī)律性部分；關(guān)系是數(shù)據(jù)元素之間的相互聯(lián)系；異常是數(shù)據(jù)中的不符合預(yù)期的值或模式。5.顏色選擇應(yīng)保證足夠的對(duì)比度和一致性，透明度可以用來表示數(shù)據(jù)的密度或重要性等級(jí)，避免顏色過多或過于鮮艷，以免造成視覺疲勞。五、應(yīng)用題1.可以使用條形圖或折線圖展示不同國家GDP的大小，條形圖便于比較不同國家的GDP大小，折線圖適合展示GDP隨時(shí)間變化的趨勢(shì)。利用顏色、大小等視覺元素區(qū)分不同國家，增加交互功能如鼠標(biāo)懸停顯示詳細(xì)數(shù)據(jù)，可以更直觀地展示比較和趨勢(shì)。2.設(shè)計(jì)思路可以從數(shù)據(jù)收集開始，選擇合適的時(shí)間段收集社交媒體上的熱門話題數(shù)據(jù)；使用時(shí)間序列圖來展示話題的熱度變化?？梢暬ぞ呖梢允褂肞ython的Matplotlib和Seaborn庫，它們支持高度自定義的圖表設(shè)計(jì)，可以清晰地展示話題熱度隨時(shí)間的上升或下降趨勢(shì)，通過顏色、形狀等視覺元素區(qū)分不同話題，增加交互性如點(diǎn)擊話題顯示更多信息，以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。第2章一、選擇題CABCC二、判斷題×××√×三、填空題1.20032.更高3.圖表4.圖論5.高級(jí)抽象四、問答題1.用于繪制2D和3D圖形2.默認(rèn)樣式和調(diào)色板設(shè)計(jì)更美觀和現(xiàn)代3.混淆矩陣、ROC曲線等4.用于構(gòu)建、分析和可視化網(wǎng)絡(luò)5.將數(shù)據(jù)、可視化元素和交互性組合在一起五、應(yīng)用題代碼略第3章一、選擇題BCBAD二、判斷題×××××三、填空題1. with2. 逗號(hào)3. ignore4. 方向5. fillna四、問答題1. 使用open函數(shù)與read方法。2. 序列化是將對(duì)象轉(zhuǎn)換為字節(jié)序列的過程，用于保存或傳輸。3. 簡(jiǎn)單、易于人閱讀，適合存儲(chǔ)和交換表格數(shù)據(jù)。4. 按鍵合并不同DataFrame的行，類似SQL的JOIN。5. 刪除記錄、填充缺失值（固定值、平均值、預(yù)測(cè)值）。五、應(yīng)用題1. 示例代碼略。2. 示例代碼略。第4章一、選擇題ABCDD二、判斷題××××√三、填空題關(guān)鍵折線交易發(fā)生的時(shí)間Matplotlib；Seaborn階梯四、問答題1.連續(xù)型時(shí)間數(shù)據(jù)是指在時(shí)間軸上連續(xù)記錄的數(shù)據(jù)，可以在任何連續(xù)的時(shí)間點(diǎn)上被記錄和觀察。而離散型時(shí)間數(shù)據(jù)則是指在特定時(shí)間點(diǎn)或固定時(shí)間間隔記錄的事件，這類數(shù)據(jù)通常是計(jì)數(shù)或者事件的記錄，與連續(xù)型時(shí)間數(shù)據(jù)相比，它們?cè)跁r(shí)間軸上是分散的。2.階梯圖通常用于展示在某個(gè)特定時(shí)間點(diǎn)發(fā)生突變的連續(xù)型數(shù)據(jù)，比如銀行利率的變化、月度固定費(fèi)用的變動(dòng)等。它適合用于表示數(shù)據(jù)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)之前保持不變，在那個(gè)點(diǎn)上突然跳躍到新的值并保持到下一個(gè)跳躍點(diǎn)。如何使用柱形圖表示時(shí)間數(shù)據(jù)：柱形圖可以用來表示一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)分布或者比較不同時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)。對(duì)于時(shí)間數(shù)據(jù)，可以將時(shí)間段（如月份、年份）作為X軸，數(shù)據(jù)值（如銷售量、訪問量）作為Y軸。每個(gè)時(shí)間段對(duì)應(yīng)一個(gè)柱子，柱子的高度表示該時(shí)間段內(nèi)數(shù)據(jù)的大小，通過柱形圖，可以直觀地看出數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)或比較不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)差異。3.可視化能將復(fù)雜的時(shí)間序列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成直觀的圖形，使得數(shù)據(jù)中的模式、趨勢(shì)和異常變得更加容易識(shí)別。通過圖形展示，人們可以快速地捕捉到數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的規(guī)律，識(shí)別出關(guān)鍵的時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間段，進(jìn)而進(jìn)行更深入的分析和決策。可視化工具還支持多種數(shù)據(jù)比較、趨勢(shì)線繪制等高級(jí)功能，進(jìn)一步增強(qiáng)了對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)分析的能力。4.對(duì)于連續(xù)型時(shí)間數(shù)據(jù)，折線圖和階梯圖是常用的可視化方法，它們能有效展示數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。折線圖適用于展示連續(xù)變化的數(shù)據(jù)趨勢(shì)，階梯圖則適用于展示在特定時(shí)間點(diǎn)發(fā)生突變的數(shù)據(jù)。對(duì)于離散型時(shí)間數(shù)據(jù)，柱形圖和散點(diǎn)圖更為合適。柱形圖適用于比較不同時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)大小，散點(diǎn)圖則能展示時(shí)間點(diǎn)事件的分布情況。選擇合適的圖形需要根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和分析的目的來決定。五、應(yīng)用題1.使用折線圖可以直觀地展示股票價(jià)格隨時(shí)間的連續(xù)變化趨勢(shì)，適合于觀察價(jià)格的波動(dòng)情況和趨勢(shì)線。選擇折線圖是因?yàn)樗軌蚯逦乇硎境鰞r(jià)格的上升或下降趨勢(shì)以及波動(dòng)的細(xì)節(jié)。階梯圖則適用于表示股票價(jià)格在特定時(shí)間點(diǎn)發(fā)生的突變，例如分紅、配股等事件對(duì)價(jià)格的即時(shí)影響。選擇階梯圖的理由是它能夠清楚地展示價(jià)格變動(dòng)的具體時(shí)間點(diǎn)和變化幅度，對(duì)于理解價(jià)格的突變非常有幫助。2.對(duì)于展示商品每月銷量，可以選擇柱形圖來進(jìn)行可視化。柱形圖能夠清晰地展示每個(gè)月的銷量大小，通過不同月份柱形的高度差異，直觀地比較不同時(shí)間段的銷售業(yè)績(jī)。選擇柱形圖的優(yōu)勢(shì)在于它的直觀性和易理解性，觀眾可以快速捕捉到銷售高峰和低谷的時(shí)間點(diǎn)，分析銷售趨勢(shì)和季節(jié)性變化。此外，如果需要展示多個(gè)商品的銷量對(duì)比，堆疊柱形圖或分組柱形圖也是很好的選擇，它們可以在同一個(gè)圖表中展示不同商品的銷量情況，便于進(jìn)行橫向?qū)Ρ群头治?。?章一、選擇題ACACA二、判斷題××√×√三、填空題1. 變量之間的聯(lián)系2. 時(shí)間3. 英國統(tǒng)計(jì)學(xué)家阿瑟·鮑利4. 數(shù)據(jù)點(diǎn)5. 密度四、問答題1. 揭示數(shù)據(jù)組件之間的相互作用、依賴關(guān)系或模式。2. 每一個(gè)非主對(duì)角元素的位置上是對(duì)應(yīng)行的變量與對(duì)應(yīng)列的變量的散點(diǎn)圖，主對(duì)角元素位置上是各變量名。3. 需要在散點(diǎn)圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改，主要是通過設(shè)置s參數(shù)來調(diào)整氣泡的大小。請(qǐng)根據(jù)具體數(shù)據(jù)和需求設(shè)定s的值以合理反映額外維度的大小。4.直方圖主要用于展示數(shù)據(jù)的分布情況，通過柱狀圖形的高度來表示不同值的頻率，幫助識(shí)別數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)、離散程度等統(tǒng)計(jì)特性。5. 密度圖通過平滑的曲線反映數(shù)據(jù)的分布密度，適用于展示數(shù)據(jù)的分布形狀和密度。直方圖通過柱狀圖顯示數(shù)據(jù)分布的頻率，適合于粗略估計(jì)數(shù)據(jù)分布的形狀。密度圖更適合于詳細(xì)展示數(shù)據(jù)分布的形態(tài)，直方圖適合于快速查看數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)和分布范圍。五、應(yīng)用題1. 首先，繪制散點(diǎn)圖，將一個(gè)變量設(shè)定為x軸，另一個(gè)變量設(shè)定為y軸。觀察散點(diǎn)圖中數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布情況，如果數(shù)據(jù)點(diǎn)大致沿某一方向排列，可初步判斷兩變量之間存在正相關(guān)或負(fù)相關(guān)；如果數(shù)據(jù)點(diǎn)分布隨機(jī)，可能表示兩變量之間沒有明顯的線性關(guān)系。2. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先選取合適的數(shù)據(jù)集。然后，使用莖葉圖和直方圖分別繪制這個(gè)數(shù)據(jù)集的圖形。在莖葉圖中，可以直觀地看到每個(gè)數(shù)據(jù)值，適合于小型數(shù)據(jù)集的精確分析。直方圖通過不同的柱形高度展示數(shù)據(jù)分布的頻率，適合于大型數(shù)據(jù)集或?qū)傮w分布形狀有興趣的情況。比較時(shí)，注意莖葉圖在呈現(xiàn)具體數(shù)據(jù)值和小數(shù)據(jù)集分析中的優(yōu)勢(shì)，以及直方圖在展示大規(guī)模數(shù)據(jù)分布趨勢(shì)上的效率。第6章一、選擇題ACCBC二、判斷題×××√√三、填空題1. 餅圖2. 環(huán)形圖3. 不同時(shí)間段內(nèi)的比例4. 矩形樹圖5. 多個(gè)項(xiàng)目四、問答題1. 餅圖主要用于展示各部分對(duì)整體的占比關(guān)系，但不適合展示過多的分類或精確數(shù)據(jù)。2. 環(huán)形圖在視覺上更為吸引人，能夠同時(shí)展示多個(gè)數(shù)據(jù)集的比例關(guān)系，優(yōu)勢(shì)在于其獨(dú)特的視覺效果。環(huán)形圖可以更有效地在同一視圖中展示多個(gè)數(shù)據(jù)集，使得比較各數(shù)據(jù)集之間的關(guān)系變得更加直觀。3. 矩形樹圖通過不同大小的矩形展示數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)矩形的面積與數(shù)據(jù)大小成比例，使得數(shù)據(jù)之間的比例關(guān)系和層次結(jié)構(gòu)一目了然。4. 和弦圖通過將數(shù)據(jù)點(diǎn)表示為圓環(huán)上的節(jié)點(diǎn)，并通過節(jié)點(diǎn)間的弦來表示節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，弦的粗細(xì)通常表示關(guān)系的強(qiáng)度，從而直觀地揭示數(shù)據(jù)間的相互作用和依賴性。五、應(yīng)用題1. 設(shè)計(jì)場(chǎng)景：分析一家公司在不同區(qū)域的市場(chǎng)份額。使用餅圖來展示公司整體在各區(qū)域的市場(chǎng)份額分布，再用環(huán)形圖展示每個(gè)區(qū)域內(nèi)不同產(chǎn)品的市場(chǎng)份額，通過這種方式可以清楚地看到公司整體市場(chǎng)布局及各區(qū)域產(chǎn)品表現(xiàn)。2. 設(shè)計(jì)場(chǎng)景：公司希望分析過去幾年中不同產(chǎn)品的收入比例變化。使用堆疊柱狀圖來展示每年總收入中不同產(chǎn)品的占比，通過不同顏色區(qū)分各產(chǎn)品線。同時(shí)，使用旭日?qǐng)D來深入展示每個(gè)產(chǎn)品線隨時(shí)間的詳細(xì)收入變化，旭日?qǐng)D的不同層級(jí)可以表示不同年份，更直觀地呈現(xiàn)時(shí)間序列中的比例變化。第7章一、選擇題ABBAD二、判斷題√××√×三、填空題1. 詞云2. 網(wǎng)絡(luò)爬蟲3. 文本內(nèi)容可視化4. 詞語樹5. 短語網(wǎng)絡(luò)四、問答題1. 網(wǎng)絡(luò)爬蟲主要用于自動(dòng)化訪問網(wǎng)絡(luò)并抓取某些信息的程序，應(yīng)用于數(shù)據(jù)分析、市場(chǎng)研究等領(lǐng)域。2. TF-IDF衡量詞語在文本中的重要程度，考慮了詞語在目標(biāo)文本和其他文本中出現(xiàn)的頻率。3. 標(biāo)簽云通過不同大小的字體展示關(guān)鍵詞的重要性或頻率，適合快速把握文本主題。4. 主題河流圖用于展示文本主題的變化和趨勢(shì)，通過顏色和寬度表示不同主題的類型和強(qiáng)度。5. 詞語樹適用于分析關(guān)鍵詞的上下文關(guān)系，短語網(wǎng)絡(luò)適合分析文本中短語的關(guān)系和結(jié)構(gòu)。五、應(yīng)用題1. 項(xiàng)目目的是通過分析社交媒體上用戶發(fā)布的內(nèi)容，生成詞云，從而識(shí)別當(dāng)前熱門話題和趨勢(shì)。2. 使用主題河流圖分析一年內(nèi)不同時(shí)間點(diǎn)新聞報(bào)道的主題變化，展示哪些主題在特定時(shí)間變得更為重要或流行，以觀察新聞關(guān)注的轉(zhuǎn)移或事件的發(fā)展軌跡。第8章一、選擇題ADCCC二、判斷題√×√××三、填空題1.數(shù)據(jù)復(fù)雜度2.氣泡圖3.主成分分析（PCA）4.平行坐標(biāo)5.matplotlib四、問答題1. 每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象有兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立或相關(guān)屬性的數(shù)據(jù)。2. 包括數(shù)據(jù)復(fù)雜度的增加、數(shù)據(jù)量級(jí)的提升、數(shù)據(jù)質(zhì)量問題以及數(shù)據(jù)的快速動(dòng)態(tài)變化。3. 展示多個(gè)變量之間的兩兩關(guān)系，反映各維度間的關(guān)系及數(shù)據(jù)集的整體特性。4. 平行坐標(biāo)圖以平行坐標(biāo)替代垂直坐標(biāo)，展示高維數(shù)據(jù)。適用于揭示每個(gè)屬性上的分布和相鄰屬性之間的關(guān)系，但難以展現(xiàn)非相鄰屬性間關(guān)系，可通過高亮顯示和改變坐標(biāo)軸順序解決部分問題。5. 通過線性或非線性變換將高維數(shù)據(jù)投影到低維空間，保持?jǐn)?shù)據(jù)特征。常用方法包括PCA和t-SNE，用于數(shù)據(jù)可視化。五、應(yīng)用題1. 該項(xiàng)目可以這樣設(shè)計(jì)：目標(biāo)是利用散點(diǎn)圖矩陣技術(shù)來分析和解釋不同股票之間的關(guān)聯(lián)性。通過收集股票市場(chǎng)的歷史數(shù)據(jù)，包括股價(jià)、交易量等多個(gè)維度的數(shù)據(jù)，利用散點(diǎn)圖矩陣展現(xiàn)這些股票之間的相互影響和關(guān)系強(qiáng)度。通過詳細(xì)分析每對(duì)股票之間的圖表，可以揭示潛在的市場(chǎng)趨勢(shì)、共同的波動(dòng)模式和潛在的投資機(jī)會(huì)。此項(xiàng)目可以幫助投資者更