python绘图中有哪四个绘图技巧

Python016

python绘图中有哪四个绘图技巧,第1张

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技巧1: plt.subplots()

技巧2: plt.subplot()

技巧3: plt.tight_layout()

技巧4: plt.suptitle()

数据集:

让我们导入包并更新图表的默认设置,为图表添加一点个人风格。 我们将在提示上使用 Seaborn 的内置数据集:

import seaborn as sns # v0.11.2   import matplotlib.pyplot as plt # v3.4.2   sns.set(style='darkgrid', context='talk', palette='rainbow')df = sns.load\_dataset('tips')   df.head()

技巧1: plt.subplots()

绘制多个子图的一种简单方法是使用 plt.subplots() 。

这是绘制 2 个并排子图的示例语法:

fig, ax = plt.subplots(nrows=1, ncols=2, figsize=(10,4))   sns.histplot(data=df, x='tip', ax=ax[0])   sns.boxplot(data=df, x='tip', ax=ax[1])

在这里,我们在一个图中绘制了两个子图。 我们可以进一步自定义每个子图。

  例如,我们可以像这样为每个子图添加标题:

fig, ax = plt.subplots(1, 2, figsize=(10,4))   sns.histplot(data=df, x='tip', ax=ax[0])   ax[0].set\_title("Histogram")   sns.boxplot(data=df, x='tip', ax=ax[1])   ax[1].set\_title("Boxplot")

在循环中将所有数值变量用同一组图表示:

numerical = df.select\_dtypes('number').columnsfor col in numerical:    fig, ax = plt.subplots(1, 2, figsize=(10,4))    sns.histplot(data=df, x=col, ax=ax[0])    sns.boxplot(data=df, x=col, ax=ax[1]) 技巧2: plt.subplot()

另一种可视化多个图形的方法是使用 plt.subplot(), 末尾没有 s

  语法与之前略有不同:

plt.figure(figsize=(10,4))   ax1 = plt.subplot(1,2,1)   sns.histplot(data=df, x='tip', ax=ax1)   ax2 = plt.subplot(1,2,2)   sns.boxplot(data=df, x='tip', ax=ax2)

当我们想为多个图绘制相同类型的图形并在单个图中查看所有图形,该方法特别有用:

plt.figure(figsize=(14,4))   for i, col in enumerate(numerical):    ax = plt.subplot(1, len(numerical), i+1)    sns.boxplot(data=df, x=col, ax=ax)

我们同样能定制子图形。例如加个 title

plt.figure(figsize=(14,4))   for i, col in enumerate(numerical):    ax = plt.subplot(1, len(numerical), i+1)    sns.boxplot(data=df, x=col, ax=ax)     ax.set\_title(f"Boxplot of {col}")

通过下面的比较,我们能更好的理解它们的相似处与不同处熟悉这两种方法很有用,因为它们可以在不同情况下派上用场。

技巧3: plt.tight_layout()

在绘制多个图形时,经常会看到一些子图的标签在它们的相邻子图上重叠,

如下所示:

categorical = df.select\_dtypes('category').columnsplt.figure(figsize=(8, 8))   for i, col in enumerate(categorical):    ax = plt.subplot(2, 2, i+1)    sns.countplot(data=df, x=col, ax=ax)

顶部两个图表的 x 轴上的变量名称被剪掉,右侧图的 y 轴标签与左侧子图重叠.使用 plt.tight_layout 很方便

plt.figure(figsize=(8, 8))   for i, col in enumerate(categorical):    ax = plt.subplot(2, 2, i+1)    sns.countplot(data=df, x=col, ax=ax)    plt.tight\_layout()

专业 看起来更好了。

技巧4: plt.suptitle()

真个图形添加标题:

plt.figure(figsize=(8, 8))   for i, col in enumerate(categorical):    ax = plt.subplot(2, 2, i+1)    sns.countplot(data=df, x=col, ax=ax)    plt.suptitle('Category counts for all categorical variables')   plt.tight\_layout()

此外,您可以根据自己的喜好自定义各个图。 例如,您仍然可以为每个子图添加标题。

到此这篇关于python绘图 四个绘图技巧的文章就介绍到这了,希望大家以后多多支持!

一些小提示和小技巧可能是非常有用的,特别是在编程领域。有时候使用一点点黑客技术,既可以节省时间,还可能挽救“生命”。

一个小小的快捷方式或附加组件有时真是天赐之物,并且可以成为真正的生产力助推器。所以,这里有一些小提示和小技巧,有些可能是新的,但我相信在下一个数据分析项目中会让你非常方便。

Pandas中数据框数据的Profiling过程

Profiling(分析器)是一个帮助我们理解数据的过程,而Pandas Profiling是一个Python包,它可以简单快速地对Pandas 的数据框数据进行 探索 性数据分析。

Pandas中df.describe()和df.info()函数可以实现EDA过程第一步。但是,它们只提供了对数据非常基本的概述,对于大型数据集没有太大帮助。 而Pandas中的Profiling功能简单通过一行代码就能显示大量信息,且在交互式HTML报告中也是如此。

对于给定的数据集,Pandas中的profiling包计算了以下统计信息:

由Pandas Profiling包计算出的统计信息包括直方图、众数、相关系数、分位数、描述统计量、其他信息——类型、单一变量值、缺失值等。

安装

用pip安装或者用conda安装

pip install pandas-profiling

conda install -c anaconda pandas-profiling

用法

下面代码是用很久以前的泰坦尼克数据集来演示多功能Python分析器的结果。

#importing the necessary packages

import pandas as pd

import pandas_profiling

df = pd.read_csv('titanic/train.csv')

pandas_profiling.ProfileReport(df)

一行代码就能实现在Jupyter Notebook中显示完整的数据分析报告,该报告非常详细,且包含了必要的图表信息。

还可以使用以下代码将报告导出到交互式HTML文件中。

profile = pandas_profiling.ProfileReport(df)

profile.to_file(outputfile="Titanic data profiling.html")

Pandas实现交互式作图

Pandas有一个内置的.plot()函数作为DataFrame类的一部分。但是,使用此功能呈现的可视化不是交互式的,这使得它没那么吸引人。同样,使用pandas.DataFrame.plot()函数绘制图表也不能实现交互。 如果我们需要在不对代码进行重大修改的情况下用Pandas绘制交互式图表怎么办呢?这个时候就可以用Cufflinks库来实现。

Cufflinks库可以将有强大功能的plotly和拥有灵活性的pandas结合在一起,非常便于绘图。下面就来看在pandas中如何安装和使用Cufflinks库。

安装

pip install plotly

# Plotly is a pre-requisite before installing cufflinks

pip install cufflinks

用法

#importing Pandas

import pandas as pd

#importing plotly and cufflinks in offline mode

import cufflinks as cf

import plotly.offline

cf.go_offline()

cf.set_config_file(offline=False, world_readable=True)

是时候展示泰坦尼克号数据集的魔力了。

df.iplot()

df.iplot() vs df.plot()

右侧的可视化显示了静态图表,而左侧图表是交互式的,更详细,并且所有这些在语法上都没有任何重大更改。

Magic命令

Magic命令是Jupyter notebook中的一组便捷功能,旨在解决标准数据分析中的一些常见问题。使用命令%lsmagic可以看到所有的可用命令。

所有可用的Magic命令列表

Magic命令有两种:行magic命令(line magics),以单个%字符为前缀,在单行输入操作;单元magic命令(cell magics),以双%%字符为前缀,可以在多行输入操作。如果设置为1,则不用键入%即可调用Magic函数。

接下来看一些在常见数据分析任务中可能用到的命令:

% pastebin

%pastebin将代码上传到Pastebin并返回url。Pastebin是一个在线内容托管服务,可以存储纯文本,如源代码片段,然后通过url可以与其他人共享。事实上,Github gist也类似于pastebin,只是有版本控制。

在file.py文件中写一个包含以下内容的python脚本,并试着运行看看结果。

#file.py

def foo(x):

return x

在Jupyter Notebook中使用%pastebin生成一个pastebin url。

%matplotlib notebook

函数用于在Jupyter notebook中呈现静态matplotlib图。用notebook替换inline,可以轻松获得可缩放和可调整大小的绘图。但记得这个函数要在导入matplotlib库之前调用。

%run

用%run函数在notebook中运行一个python脚本试试。

%run file.py

%%writefile

%% writefile是将单元格内容写入文件中。以下代码将脚本写入名为foo.py的文件并保存在当前目录中。

%%latex

%%latex函数将单元格内容以LaTeX形式呈现。此函数对于在单元格中编写数学公式和方程很有用。

查找并解决错误

交互式调试器也是一个神奇的功能,我把它单独定义了一类。如果在运行代码单元时出现异常,请在新行中键入%debug并运行它。 这将打开一个交互式调试环境,它能直接定位到发生异常的位置。还可以检查程序中分配的变量值,并在此处执行操作。退出调试器单击q即可。

Printing也有小技巧

如果您想生成美观的数据结构,pprint是首选。它在打印字典数据或JSON数据时特别有用。接下来看一个使用print和pprint来显示输出的示例。

让你的笔记脱颖而出

我们可以在您的Jupyter notebook中使用警示框/注释框来突出显示重要内容或其他需要突出的内容。注释的颜色取决于指定的警报类型。只需在需要突出显示的单元格中添加以下任一代码或所有代码即可。

蓝色警示框:信息提示

<p class="alert alert-block alert-info">

<b>Tip:</b>Use blue boxes (alert-info) for tips and notes.

If it’s a note, you don’t have to include the word “Note”.

</p>

黄色警示框:警告

<p class="alert alert-block alert-warning">

<b>Example:</b>Yellow Boxes are generally used to include additional examples or mathematical formulas.

</p>

绿色警示框:成功

<p class="alert alert-block alert-success">

Use green box only when necessary like to display links to related content.

</p>

红色警示框:高危

<p class="alert alert-block alert-danger">

It is good to avoid red boxes but can be used to alert users to not delete some important part of code etc.

</p>

打印单元格所有代码的输出结果

假如有一个Jupyter Notebook的单元格,其中包含以下代码行:

In [1]: 10+5

11+6

Out [1]: 17

单元格的正常属性是只打印最后一个输出,而对于其他输出,我们需要添加print()函数。然而通过在notebook顶部添加以下代码段可以一次打印所有输出。

添加代码后所有的输出结果就会一个接一个地打印出来。

In [1]: 10+5

11+6

12+7

Out [1]: 15

Out [1]: 17

Out [1]: 19

恢复原始设置:

InteractiveShell.ast_node_interactivity = "last_expr"

使用'i'选项运行python脚本

从命令行运行python脚本的典型方法是:python hello.py。但是,如果在运行相同的脚本时添加-i,例如python -i hello.py,就能提供更多优势。接下来看看结果如何。

首先,即使程序结束,python也不会退出解释器。因此,我们可以检查变量的值和程序中定义的函数的正确性。

其次,我们可以轻松地调用python调试器,因为我们仍然在解释器中:

import pdb

pdb.pm()

这能定位异常发生的位置,然后我们可以处理异常代码。

自动评论代码

Ctrl / Cmd + /自动注释单元格中的选定行,再次命中组合将取消注释相同的代码行。

删除容易恢复难

你有没有意外删除过Jupyter notebook中的单元格?如果答案是肯定的,那么可以掌握这个撤消删除操作的快捷方式。

如果您删除了单元格的内容,可以通过按CTRL / CMD + Z轻松恢复它。

如果需要恢复整个已删除的单元格,请按ESC + Z或EDIT>撤消删除单元格。

结论

在本文中,我列出了使用Python和Jupyter notebook时收集的一些小提示。我相信它们会对你有用,能让你有所收获,从而实现轻松编码!

前言

Python 一直以来被大家所诟病的一点就是执行速度慢,但不可否认的是 Python 依然是我们学习和工作中的一大利器。本文总结了15个tips有助于提升 Python 执行速度、优化性能。

关于 Python 如何精确地测量程序的执行时间,这个问题看起来简单其实很复杂,因为程序的执行时间受到很多因素的影响,例如操作系统、Python 版本以及相关硬件(CPU 性能、内存读写速度)等。在同一台电脑上运行相同版本的语言时,上述因素就是确定的了,但是程序的睡眠时间依然是变化的,且电脑上正在运行的其他程序也会对实验有干扰,因此严格来说这就是实验不可重复。

我了解到的关于计时比较有代表性的两个库就是 time 和 timeit 。

其中, time 库中有 time() 、 perf_counter() 以及 process_time() 三个函数可用来计时(以秒为单位),加后缀 _ns 表示以纳秒计时(自 Python3.7 始)。在此之前还有 clock() 函数,但是在 Python3.3 之后被移除了。上述三者的区别如下:

与 time 库相比, timeit 有两个优点:

timeit.timeit(stmt='pass', setup='pass', timer= , number=1000000, globals=None)参数说明:

本文所有的计时均采用 timeit 方法,且采用默认的执行次数一百万次。

为什么要执行一百万次呢?因为我们的测试程序很短,如果不执行这么多次的话,根本看不出差距。

Exp1:将字符串数组中的小写字母转为大写字母。

测试数组为 oldlist = ['life', 'is', 'short', 'i', 'choose', 'python']。

方法一

方法二

方法一耗时 0.5267724000000005s ,方法二耗时 0.41462569999999843s ,性能提升 21.29%

Exp2:求两个 list 的交集。

测试数组:a = [1,2,3,4,5],b = [2,4,6,8,10]。

方法一

方法二

方法一耗时 0.9507264000000006s ,方法二耗时 0.6148200999999993s ,性能提升 35.33%

关于 set() 的语法: | 、 & 、 - 分别表示求并集、交集、差集。

我们可以通过多种方式对序列进行排序,但其实自己编写排序算法的方法有些得不偿失。因为内置的 sort() 或 sorted() 方法已经足够优秀了,且利用参数 key 可以实现不同的功能,非常灵活。二者的区别是 sort() 方法仅被定义在 list 中,而 sorted() 是全局方法对所有的可迭代序列都有效。

Exp3:分别使用快排和 sort() 方法对同一列表排序。

测试数组:lists = [2,1,4,3,0]。

方法一

方法二

方法一耗时 2.4796975000000003s ,方法二耗时 0.05551999999999424s ,性能提升 97.76%

顺带一提, sorted() 方法耗时 0.1339823999987857s

可以看出, sort() 作为 list 专属的排序方法还是很强的, sorted() 虽然比前者慢一点,但是胜在它“不挑食”,它对所有的可迭代序列都有效。

扩展 :如何定义 sort() 或 sorted() 方法的 key

1.通过 lambda 定义

2.通过 operator 定义

operator 的 itemgetter() 适用于普通数组排序, attrgetter() 适用于对象数组排序

3.通过 cmp_to_key() 定义,最为灵活

Exp4:统计字符串中每个字符出现的次数。

测试数组:sentence='life is short, i choose python'。

方法一

方法二

方法一耗时 2.8105250000000055s ,方法二耗时 1.6317423000000062s ,性能提升 41.94%

列表推导(list comprehension)短小精悍。在小代码片段中,可能没有太大的区别。但是在大型开发中,它可以节省一些时间。

Exp5:对列表中的奇数求平方,偶数不变。

测试数组:oldlist = range(10)。

方法一

方法二

方法一耗时 1.5342976000000021s ,方法二耗时 1.4181957999999923s ,性能提升 7.57%

大多数人都习惯使用 + 来连接字符串。但其实,这种方法非常低效。因为, + 操作在每一步中都会创建一个新字符串并复制旧字符串。更好的方法是用 join() 来连接字符串。关于字符串的其他操作,也尽量使用内置函数,如 isalpha() 、 isdigit() 、 startswith() 、 endswith() 等。

Exp6:将字符串列表中的元素连接起来。

测试数组:oldlist = ['life', 'is', 'short', 'i', 'choose', 'python']。

方法一

方法二

方法一耗时 0.27489080000000854s ,方法二耗时 0.08166570000000206s ,性能提升 70.29%

join 还有一个非常舒服的点,就是它可以指定连接的分隔符,举个例子

life//is//short//i//choose//python

Exp6:交换x,y的值。

测试数据:x, y = 100, 200。

方法一

方法二

方法一耗时 0.027853900000010867s ,方法二耗时 0.02398730000000171s ,性能提升 13.88%

在不知道确切的循环次数时,常规方法是使用 while True 进行无限循环,在代码块中判断是否满足循环终止条件。虽然这样做没有任何问题,但 while 1 的执行速度比 while True 更快。因为它是一种数值转换,可以更快地生成输出。

Exp8:分别用 while 1 和 while True 循环 100 次。

方法一

方法二

方法一耗时 3.679268300000004s ,方法二耗时 3.607847499999991s ,性能提升 1.94%

将文件存储在高速缓存中有助于快速恢复功能。Python 支持装饰器缓存,该缓存在内存中维护特定类型的缓存,以实现最佳软件驱动速度。我们使用 lru_cache 装饰器来为斐波那契函数提供缓存功能,在使用 fibonacci 递归函数时,存在大量的重复计算,例如 fibonacci(1) 、 fibonacci(2) 就运行了很多次。而在使用了 lru_cache 后,所有的重复计算只会执行一次,从而大大提高程序的执行效率。

Exp9:求斐波那契数列。

测试数据:fibonacci(7)。

方法一

方法二

方法一耗时 3.955014900000009s ,方法二耗时 0.05077979999998661s ,性能提升 98.72%

注意事项:

我被执行了(执行了两次 demo(1, 2) ,却只输出一次)

functools.lru_cache(maxsize=128, typed=False) 的两个可选参数:

点运算符( . )用来访问对象的属性或方法,这会引起程序使用 __getattribute__() 和 __getattr__() 进行字典查找,从而带来不必要的开销。尤其注意,在循环当中,更要减少点运算符的使用,应该将它移到循环外处理。

这启发我们应该尽量使用 from ... import ... 这种方式来导包,而不是在需要使用某方法时通过点运算符来获取。其实不光是点运算符,其他很多不必要的运算我们都尽量移到循环外处理。

Exp10:将字符串数组中的小写字母转为大写字母。

测试数组为 oldlist = ['life', 'is', 'short', 'i', 'choose', 'python']。

方法一

方法二

方法一耗时 0.7235491999999795s ,方法二耗时 0.5475435999999831s ,性能提升 24.33%

当我们知道具体要循环多少次时,使用 for 循环比使用 while 循环更好。

Exp12:使用 for 和 while 分别循环 100 次。

方法一

方法二

方法一耗时 3.894683299999997s ,方法二耗时 1.0198077999999953s ,性能提升 73.82%

Numba 可以将 Python 函数编译码为机器码执行,大大提高代码执行速度,甚至可以接近 C 或 FORTRAN 的速度。它能和 Numpy 配合使用,在 for 循环中或存在大量计算时能显著地提高执行效率。

Exp12:求从 1 加到 100 的和。

方法一

方法二

方法一耗时 3.7199997000000167s ,方法二耗时 0.23769430000001535s ,性能提升 93.61%

矢量化是 NumPy 中的一种强大功能,可以将操作表达为在整个数组上而不是在各个元素上发生。这种用数组表达式替换显式循环的做法通常称为矢量化。

在 Python 中循环数组或任何数据结构时,会涉及很多开销。NumPy 中的向量化操作将内部循环委托给高度优化的 C 和 Fortran 函数,从而使 Python 代码更加快速。

Exp13:两个长度相同的序列逐元素相乘。

测试数组:a = [1,2,3,4,5], b = [2,4,6,8,10]

方法一

方法二

方法一耗时 0.6706845000000214s ,方法二耗时 0.3070132000000001s ,性能提升 54.22%

若要检查列表中是否包含某成员,通常使用 in 关键字更快。

Exp14:检查列表中是否包含某成员。

测试数组:lists = ['life', 'is', 'short', 'i', 'choose', 'python']

方法一

方法二

方法一耗时 0.16038449999999216s ,方法二耗时 0.04139250000000061s ,性能提升 74.19%

itertools 是用来操作迭代器的一个模块,其函数主要可以分为三类:无限迭代器、有限迭代器、组合迭代器。

Exp15:返回列表的全排列。

测试数组:["Alice", "Bob", "Carol"]

方法一

方法二

方法一耗时 3.867292899999484s ,方法二耗时 0.3875405000007959s ,性能提升 89.98%

根据上面的测试数据,我绘制了下面这张实验结果图,可以更加直观的看出不同方法带来的性能差异。

从图中可以看出,大部分的技巧所带来的性能增幅还是比较可观的,但也有少部分技巧的增幅较小(例如编号5、7、8,其中,第 8 条的两种方法几乎没有差异)。

总结下来,我觉得其实就是下面这两条原则:

内置库函数由专业的开发人员编写并经过了多次测试,很多库函数的底层是用 C 语言开发的。因此,这些函数总体来说是非常高效的(比如 sort() 、 join() 等),自己编写的方法很难超越它们,还不如省省功夫,不要重复造轮子了,何况你造的轮子可能更差。所以,如果函数库中已经存在该函数,就直接拿来用。

有很多优秀的第三方库,它们的底层可能是用 C 和 Fortran 来实现的,像这样的库用起来绝对不会吃亏,比如前文提到的 Numpy 和 Numba,它们带来的提升都是非常惊人的。类似这样的库还有很多,比如Cython、PyPy等,这里我只是抛砖引玉。

原文链接:https://www.jb51.net/article/238190.htm