绽放趋势:Python折线图数据可视化艺术

文章目录

  • [一 json数据格式](#一 json数据格式)
    • [1.1 json数据格式认识](#1.1 json数据格式认识)
    • [1.2 Python数据和Json数据的相互转换](#1.2 Python数据和Json数据的相互转换)
  • [二 pyecharts模块](#二 pyecharts模块)
    • [2.1 pyecharts概述](#2.1 pyecharts概述)
    • [2.2 pyecharts模块安装](#2.2 pyecharts模块安装)
  • [三 pyecharts快速入门](#三 pyecharts快速入门)
    • [3.1 基础折线图](#3.1 基础折线图)
    • [3.2 pyecharts配置选项](#3.2 pyecharts配置选项)
      • [3.2.1 全局配置选项](#3.2.1 全局配置选项)
    • [3.4 折线图相关配置](#3.4 折线图相关配置)
      • [3.4.1 `.add_yaxis`相关配置选项](#3.4.1 .add_yaxis相关配置选项)
      • [3.4.2 `.set_global_opts`全局配置选项](#3.4.2 .set_global_opts全局配置选项)
  • [五 综合案例:对比折线图](#五 综合案例:对比折线图)
    • [5.1 数据处理](#5.1 数据处理)
    • [5.2 完整代码](#5.2 完整代码)

一 json数据格式

1.1 json数据格式认识

  • JSON是一种轻量级的数据交互格式。可以按照JSON指定的格式去组织和封装数据

  • JSON本质上是一个带有特定格式的字符串

  • 主要功能:json就是一种在各个编程语言中流通的数据格式,负责不同编程语言中的数据传递和交互. 类似于:国际通用语言-英语、中国56个民族不同地区的通用语言-普通话

  • 各种编程语言存储数据的容器不尽相同,在Python中有字典dict这样的数据类型, 而其它语言可能没有对应的字典。

  • 为了让不同的语言都能够相互通用的互相传递数据,JSON就是一种非常良好的中转数据格式。如下图,以Python和C语言互传数据为例:

  • 简单的JSON数据示例:

    json 复制代码
    {
      "name": "John",
      "age": 30,
      "city": "New York"
    }
  • JSON还支持嵌套结构,数组和对象的组合:

    json 复制代码
    {
      "person": {
        "name": "Alice",
        "age": 25
      },
      "friends": [
        "Bob",
        "Charlie",
        "David"
      ]
    }

1.2 Python数据和Json数据的相互转换

  • 使用内置的json模块来进行Python数据和JSON数据之间的相互转换。这个模块提供了方法来将Python数据结构转换为JSON格式,以及将JSON格式转换为Python数据结构。

基本的示例:

  1. 将Python数据转换为JSON:
python 复制代码
import json

# Python字典
python_data = {
    "name": "John",
    "age": 30,
    "city": "New York"
}

# 将Python字典转换为JSON字符串
json_data = json.dumps(python_data)
print(json_data)
python 复制代码
import json
# 准备列表,列表内每一个元素都是字典,将其转换为JSON
data = [{"name": "张大山", "age": 11}, {"name": "王大锤", "age": 13}, {"name": "赵小虎", "age": 16}]
json_str = json.dumps(data, ensure_ascii=False)
print(type(json_str))
print(json_str)
# 准备字典,将字典转换为JSON
d = {"name":"周杰轮", "addr":"台北"}
json_str = json.dumps(d, ensure_ascii=False)
print(type(json_str))
print(json_str)
  • 通过设置ensure_ascii参数为False,你可以确保在生成JSON字符串时不会将非ASCII字符转义为Unicode转义序列。这对于处理包含非英文字符的数据非常有用,因为它能够保持原始的字符表示,而不是进行转义。
  1. 将JSON转换为Python数据:
python 复制代码
# JSON字符串
json_data = '{"name": "Alice", "age": 25, "city": "London"}'

# 将JSON字符串转换为Python字典
python_data = json.loads(json_data)
print(python_data)
python 复制代码
# 将JSON字符串转换为Python数据类型[{k: v, k: v}, {k: v, k: v}]
s = '[{"name": "张大山", "age": 11}, {"name": "王大锤", "age": 13}, {"name": "赵小虎", "age": 16}]'
l = json.loads(s)
print(type(l))
print(l)
# 将JSON字符串转换为Python数据类型{k: v, k: v}
s = '{"name": "周杰轮", "addr": "台北"}'
d = json.loads(s)
print(type(d))
print(d)

注意:

  • 使用json.dumps()函数可以将Python数据结构转换为JSON字符串。
  • 使用json.loads()函数可以将JSON字符串转换为Python数据结构。
  • JSON中的键必须是字符串,因此在Python字典中,键应为字符串。

二 pyecharts模块

2.1 pyecharts概述

  • Pyecharts 是一个基于 Python 的用于生成交互式图表的模块。它是对 ECharts 图表库的封装,ECharts 是百度开发的一款功能强大的数据可视化库。
  • 通过 Pyecharts,可以在 Python 中轻松地生成各种类型的图表,如折线图、柱状图、饼图、地图等,并且这些图表支持交互和动态效果。

Pyecharts 具有以下特点:

  • 提供了多种图表类型,适用于不同的数据展示需求。
  • 支持生成静态图像和动态网页交互图表。
  • 可以通过链式调用的方式配置图表样式、数据和交互行为。
  • 可以与常见的 Python 数据库和数据处理库(如 Pandas)集成。

2.2 pyecharts模块安装

  • 方式一:打开终端,使用命令行安装
bash 复制代码
pip install pyecharts

三 pyecharts快速入门

3.1 基础折线图

python 复制代码
"""
演示pyecharts的基础入门
"""
# 导包
from pyecharts.charts import Line
# 创建一个折线图对象
line = Line()
# 给折线图对象添加x轴的数据
line.add_xaxis(["中国", "美国", "英国"])
# 给折线图对象添加y轴的数据
line.add_yaxis("GDP", [30, 20, 10])

# 通过render方法,将代码生成为图像
line.render()

3.2 pyecharts配置选项

  • pyecharts模块中有很多的配置选项, 常用到2个类别的选项:
    • 全局配置选项
    • 系列配置选项

3.2.1 全局配置选项

  • Pyecharts 提供了一些全局配置选项,可以用来在整个图表中设置一些通用的属性,比如图表标题、图例、工具箱等。这些选项会应用于整个图表,而不仅仅是某个特定系列或组件。
  • 全局配置选项可以通过set_global_opts方法来进行配置
  • 以下是一些常用的全局配置选项及其说明:
  1. 标题设置
python 复制代码
title_opts=opts.TitleOpts(title="图表标题", subtitle="副标题")
  1. 图例设置
python 复制代码
legend_opts=opts.LegendOpts(type_="scroll", pos_left="center", orient="horizontal")
  1. 工具箱设置
python 复制代码
toolbox_opts=opts.ToolboxOpts(is_show=True, feature=opts.ToolBoxFeatureOpts(save_as_image=True))
  1. 数据标签设置
python 复制代码
label_opts=opts.LabelOpts(is_show=True, position="top")
  1. 全局系列样式设置
python 复制代码
itemstyle_opts=opts.ItemStyleOpts(color="blue", border_color="red")
  1. 动画效果设置
python 复制代码
animation_opts=opts.AnimationOpts(animation_delay=1000, animation_easing="elasticOut")
  1. 提示框设置
python 复制代码
tooltip_opts=opts.TooltipOpts(
    formatter="{a}: {c}",
)
# formatter 参数可以设置提示框内容的显示格式。{a} 表示数据系列的名称,{c} 表示数据值。

这些全局配置选项通常可以通过 set_global_opts() 方法来应用于整个图表。

以下是一个示例,展示如何在折线图中使用全局配置选项:

python 复制代码
# 导包
from pyecharts.charts import Line
from pyecharts.options import TitleOpts, LegendOpts, ToolboxOpts, VisualMapOpts
# 创建一个折线图对象
line = Line()
# 给折线图对象添加x轴的数据
line.add_xaxis(["中国", "美国", "英国"])
# 给折线图对象添加y轴的数据
line.add_yaxis("GDP", [30, 20, 10])

# 设置全局配置项set_global_opts来设置,
line.set_global_opts(
    title_opts=TitleOpts(title="GDP展示", pos_left="center", pos_bottom="1%"),
    legend_opts=LegendOpts(is_show=True),
    toolbox_opts=ToolboxOpts(is_show=True),
    visualmap_opts=VisualMapOpts(is_show=True),
)

# 通过render方法,将代码生成为图像
line.render()

3.4 折线图相关配置

配置项 作用 代码实例
init_opts 对折线图初始化设置宽高 init_opts=opts.InitOpts(width="1600px", height="800px")
.add_xaxis 添加x轴数据 .add_xaxis(列表)
.add_yaxis 添加y轴数据

当使用 add_yaxis 方法来向图表中添加数据系列时,你可以使用一些相关的配置选项来自定义该数据系列的样式、标记点、标签等。以下是一些常用的 add_yaxis 相关配置选项:

3.4.1 .add_yaxis相关配置选项

配置选项 说明
is_smooth 是否使用平滑曲线插值,默认为 False
is_symbol_show 是否显示标记点,默认为 True
symbol 标记点的图形,如 "circle"、"rect"、"triangle" 等。
symbol_size 标记点的大小。
label_opts 数据标签的配置选项,可以设置是否显示、位置、颜色等。
areastyle_opts 面积图样式的配置选项,用于区域图,设置填充色、透明度等。
linestyle_opts 线条样式的配置选项,设置线的颜色、宽度、透明度等。
itemstyle_opts 数据项的样式配置选项,包括颜色、边框颜色、透明度等。
markpoint_opts 标记点的配置选项,可以添加最大值、最小值等标记点。
markline_opts 标记线的配置选项,可以添加平均值、趋势线等标记线。
tooltip_opts 提示框的配置选项,用于显示数据信息,包括格式、触发方式等。
step 设置折线图的样式,可选值为 "start"、"middle"、"end"。
area_opacity 面积图的透明度,适用于区域图。值范围为 [0, 1]。
label 用于设置数据项的名称,会在图例和提示框中显示。
data 数据列表,表示 y 轴数据。
series_name 设置图例名称,series_name="美国确诊人数"

3.4.2 .set_global_opts全局配置选项

五 综合案例:对比折线图

5.1 数据处理

  • 原始数据格式:(使用json工具查看)
  • 对数据进行整理, 让数据符合json格式
python 复制代码
import json
from pyecharts.charts import Line

# 处理数据
f_us = open("C:/美国.txt", "r", encoding="UTF-8")
us_data = f_us.read()   # 美国的全部内容

f_jp = open("C:/日本.txt", "r", encoding="UTF-8")
jp_data = f_jp.read()   # 日本的全部内容

f_in = open("C:/印度.txt", "r", encoding="UTF-8")
in_data = f_in.read()   # 印度的全部内容

# 去掉不合JSON规范的开头
us_data = us_data.replace("jsonp_1629344292311_69436(", "")
jp_data = jp_data.replace("jsonp_1629350871167_29498(", "")
in_data = in_data.replace("jsonp_1629350745930_63180(", "")

# 去掉不合JSON规范的结尾
us_data = us_data[:-2]
jp_data = jp_data[:-2]
in_data = in_data[:-2]

# JSON转Python字典
us_dict = json.loads(us_data)
jp_dict = json.loads(jp_data)
in_dict = json.loads(in_data)

# 获取trend key
us_trend_data = us_dict['data'][0]['trend']
jp_trend_data = jp_dict['data'][0]['trend']
in_trend_data = in_dict['data'][0]['trend']

# 获取日期数据,用于x轴,取2020年(到314下标结束)
us_x_data = us_trend_data['updateDate'][:314]
jp_x_data = jp_trend_data['updateDate'][:314]
in_x_data = in_trend_data['updateDate'][:314]

# 获取确认数据,用于y轴,取2020年(到314下标结束)
us_y_data = us_trend_data['list'][0]['data'][:314]
jp_y_data = jp_trend_data['list'][0]['data'][:314]
in_y_data = in_trend_data['list'][0]['data'][:314]

5.2 完整代码

python 复制代码
import json
from pyecharts.charts import Line
from pyecharts.options import TitleOpts, LabelOpts, LegendOpts, AxisOpts

# 处理数据
f_us = open("C:/美国.txt", "r", encoding="UTF-8")
us_data = f_us.read()   # 美国的全部内容

f_jp = open("C:/日本.txt", "r", encoding="UTF-8")
jp_data = f_jp.read()   # 日本的全部内容

f_in = open("C:/印度.txt", "r", encoding="UTF-8")
in_data = f_in.read()   # 印度的全部内容

# 去掉不合JSON规范的开头
us_data = us_data.replace("jsonp_1629344292311_69436(", "")
jp_data = jp_data.replace("jsonp_1629350871167_29498(", "")
in_data = in_data.replace("jsonp_1629350745930_63180(", "")

# 去掉不合JSON规范的结尾
us_data = us_data[:-2]
jp_data = jp_data[:-2]
in_data = in_data[:-2]

# JSON转Python字典
us_dict = json.loads(us_data)
jp_dict = json.loads(jp_data)
in_dict = json.loads(in_data)

# 获取trend key
us_trend_data = us_dict['data'][0]['trend']
jp_trend_data = jp_dict['data'][0]['trend']
in_trend_data = in_dict['data'][0]['trend']

# 获取日期数据,用于x轴,取2020年(到314下标结束)
us_x_data = us_trend_data['updateDate'][:314]
jp_x_data = jp_trend_data['updateDate'][:314]
in_x_data = in_trend_data['updateDate'][:314]

# 获取确认数据,用于y轴,取2020年(到314下标结束)
us_y_data = us_trend_data['list'][0]['data'][:314]
jp_y_data = jp_trend_data['list'][0]['data'][:314]
in_y_data = in_trend_data['list'][0]['data'][:314]
# 生成图表
line = Line()       # 构建折线图对象
# 添加x轴数据
line.add_xaxis(us_x_data)   # x轴是公用的,所以使用一个国家的数据即可
# 添加y轴数据
line.add_yaxis("美国确诊人数", us_y_data, label_opts=LabelOpts(is_show=False))     # 添加美国的y轴数据
line.add_yaxis("日本确诊人数", jp_y_data, label_opts=LabelOpts(is_show=False))     # 添加日本的y轴数据
line.add_yaxis("印度确诊人数", in_y_data, label_opts=LabelOpts(is_show=False))     # 添加印度的y轴数据

# 设置全局选项
line.set_global_opts(
    # 标题设置
    title_opts=TitleOpts(title="2020年美日印三国确诊人数对比折线图", pos_left="center", pos_bottom="1%"),
    # x轴配置项
	xaxis_opts=AxisOpts(name="时间"),  # 轴标题
	# y轴配置项
	yaxis_opts=AxisOpts(name="累计确诊人数"),    # 轴标题
	# 图例配置项
	legend_opts=LegendOpts(pos_left='70%'),    # 图例的位置
)

# 调用render方法,生成图表
line.render()
# 关闭文件对象
f_us.close()
f_jp.close()
f_in.close()
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