数据可视化技术头歌测试合集

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时间趋势可视化-柱形图

第1关："大胃王"比赛数据柱形图绘制------绘制柱形图的基本步骤

任务描述

本关任务：根据实训提供的"大胃王"比赛数据绘制柱形图，熟悉柱形图绘制的基本步骤。

相关知识

为了完成本关任务，你需要掌握：

观察和处理数据；

绘制柱形图的基本步骤。

观察和处理数据

先导入matplotlib和pandas，用pandas中的read_csv()方法读取 csv 格式文件。

import pandas as pd #导入pandas，用于生成满足绘图要求的数据格式

from matplotlib import pyplot as plt #导入matplotlib，用于绘制柱形图

from matplotlib.backends.backend_pdf import PdfPages #用于将图片保存成pdf

hot_dog = pd.read_csv(r"matplotlib_bar/csv/hot-dog-contest-winners.csv") #返回值为二维标记数据结构DataFrame

hot_dog.head() #返回前五行数据

让我们先看看数据文件的前5行内容：

Year Winner Dogs eaten Country New record

1980 Paul Siederman & Joe Baldini 9.1 United States 0

1981 Thomas DeBerry 9.1 United States 0

1982 Steven Abrams 11.0 United States 0

1983 Luis Llamas 19.5 Mexico 0

1984 Birgit Felden 9.5 Germany 0

这个数据展示的是自1980年开始，每年吃热狗大赛的冠军姓名，冠军吃掉热狗的数量，冠军的国籍，以及是否打破纪录（0表示没有破纪录，1表示破纪录）。

绘制柱形图

首先简单介绍一下绘制柱形图的 bar 函数：

matplotlib.pyplot.bar(x, height, width=0.8, bottom=None, *, align='center', data=None, **kwargs)[source]

参数：

x：x 坐标，数据类型 int，float

height：柱形高度，数据类型 int，float

width：柱形宽度，默认 0.8，范围 0 - 1 之间

bottom：条形的起始位置，也是 y 轴的起始坐标

align：条形的中心位置，center, edge边缘

color：条形的颜色，r, b, g, #123465等，默认 b

edgecolor：边框的颜色，同上

linewidth：边框的宽度，默认无，int 类型

tick_label：下标的标签，可以是元组类型的字符组合

log：y 轴使用科学计算法表示，bool 类型

orientation：是竖直条还是水平条，竖直：vertical，水平条：horizontal

其中，最基本和最常用的是x, height, width和color四个参数。接下来让我们开始画一张不同年份冠军吃掉热狗数量的柱形图。

fig, ax = plt.subplots() #subplots返回画布和子图

axis.bar(hot_dog["Year"],hot_dog["Dogs eaten"]) #绘制柱形图，第一个参数为x轴变量，第二个参数为y轴变量

plt.show() #显示图像

此时生成的图像如下图1所示：

图1 默认生成的柱形图

编程要求

根据提示，在右侧编辑器 Begin-End 区间补充代码，绘制一张不同年份冠军吃掉热狗数量的柱形图。

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试，如果你的图形与正确答案图形一致，则通关。

Year	Winner	Dogs eaten	Country
1980	Paul Siederman & Joe Baldini	9.1	United States
1981	Thomas DeBerry	9.1	United States
1982	Steven Abrams	11.0	United States
1983	Luis Llamas	19.5	Mexico
1984	Birgit Felden	9.5	Germany

# -*- coding: utf-8 -*-
import pandas as pd
from matplotlib import pyplot as plt

hot_dog = pd.read_csv(r"matplotlib_bar/csv/hot-dog-contest-winners.csv")

def plot(): 
    # ********* Begin *********#
    fig, ax = plt.subplots() #subplots返回画布和子图  
    ax.bar(hot_dog["Year"],hot_dog["Dogs eaten"]) #绘制柱形图，第一个参数为x轴变量，第二个参数为y轴变量  
    plt.show()  #显示图像 
    
    # ********* End *********#
    plt.savefig('matplotlib_bar/studentfile/studentanswer/level_1/US.png')
    plt.close()

第2关："大胃王"比赛数据柱形图绘制------柱形图展示优化

任务描述

本关任务：根据实训提供的"大胃王"比赛数据绘制柱形图，并存为 PDF 或 png 文件。

相关知识

为了完成本关任务，你需要掌握：

对柱形图进行美化；

将柱形图保存为 PDF 文件或 png 文件。

对柱形图进行美化

关卡1中的柱形图看起来平平无奇，打破记录的年份这一信息也没有体现，如果我们需要突出打破记录的年份呢？如何用不同的颜色进行表示？此外，系统默认的颜色饱和度很高，能选择更赏心悦目的颜色吗？当然可以！

突出破纪录的年份 在关卡1的基础上，这一步我们可以写一个函数，根据年份是否打破纪录，赋予不同的颜色，然后把各个年份应显示的颜色放入一个列表中。

def newRecordColor():

"打破记录的年份显示为粉红色，其余年份为灰绿色"

list=[]

for i in hot_dog["New record"]:

if i==1:

list.append("#DB7093") #打破记录的年份显示为粉红色

else:

list.append("#5F9F9F") #其余年份显示为灰绿色

return list

别忘了将代码

axis.bar(hot_dog["Year"],hot_dog["Dogs eaten"])

修改为

ax.bar(hot_dog["Year"],hot_dog["Dogs eaten"],color=newRecordColor()) #添加指定的颜色

光秃秃的柱形图并不能让别人快速理解数据的含义，因此，我们应当为柱形图添加必要的文字说明：

ax.set_xlabel("Year") #设置x轴标签

ax.set_ylabel("Dogs Eaten") #设置y轴标签

ax.set_title("Hotdog game scores 1980-2010") #设置标题

ax.set_xlim(1979,2011) #设置x轴数据限值

此时生成的图像如下图1所示：

图1 突出打破纪录年份后的柱形图

调整柱子的间距 图1看起来还不错，只是柱子之间太拥挤了，可以修改宽度，将代码：

ax.bar(hot_dog["Year"],hot_dog["Dogs eaten"],color=newRecordColor())

修改为

ax.bar(hot_dog["Year"],hot_dog["Dogs eaten"],width=[0.6],color=newRecordColor()) #添加指定的宽度

然后修改画布的尺寸，添加代码：

plt.rcParams['figure.figsize'] = (8.0, 4.0) #设置figure_size尺寸

此时生成的图像如下图2如所示：

图2 美化后的柱形图

将柱形图保存为 PDF 文件或 png 文件

如果后续想要用 Illustrator 对图片进行美化，可以将图片保存为 PDF 格式，添加代码：

pdf =PdfPages('matplotlib_bar/studentfile/studentanswer/level_2/hotdog.pdf') #设置pdf保存的路径和文件名

pdf.savefig(fig) #将画布内容保存为PDF

plt.close() #关闭画布窗口

pdf.close() #关闭PDF文件

如果想将图片保存为 png 格式文件，则添加代码：

plt.savefig('matplotlib_bar/studentfile/studentanswer/level_2/hotdog.png') #保存png文件

plt.close() #关闭画布窗口

编程要求

根据提示，在右侧编辑器 Begin-End 区间补充代码，绘制柱形图，并突出美国人获胜的年份。其中美国人获胜的年份显示为粉红色（#DB7093），其余年份显示为灰绿色（#5F9F9F），画布大小等设置与上文保持一致。

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试，如果你的图形与正确答案图形一致，则通关。图片预期输出示例：

开始你的任务吧，祝你成功！

# -*- coding: utf-8 -*-
import pandas as pd
from matplotlib import pyplot as plt

hot_dog = pd.read_csv(r"matplotlib_bar/csv/hot-dog-contest-winners.csv")

def plot(): 
    # ********* Begin *********#
    fig, ax = plt.subplots() #subplots返回画布和子图  
    ax.bar(hot_dog["Year"],hot_dog["Dogs eaten"],width=[0.6],color=unitedStatesColor()) #添加指定的宽度
    ax.set_xlabel("Year") #设置x轴标签  
    ax.set_ylabel("Dogs Eaten") #设置y轴标签  
    ax.set_title("Hotdog game scores 1980-2010") #设置标题  
    ax.set_xlim(1979,2011) #设置x轴数据限值  
    plt.rcParams['figure.figsize'] = (8.0, 4.0) #设置figure_size尺寸  

    # ********* End *********#
    plt.savefig('matplotlib_bar/studentfile/studentanswer/level_2/US.png')
    plt.close()


def unitedStatesColor():
    # ********* Begin *********#
    list=[]  
    for i in hot_dog["Country"]:  
        if i=='United States':  
            list.append("#DB7093") #打破记录的年份显示为粉红色  
        else:  
            list.append("#5F9F9F") #其余年份显示为灰绿色  
    return list  
    # ********* End *********#