Matplotlib学习---用matplotlib画直方图/密度图(histogram, density plot)

直方图用于展示数据的分布情况,x轴是一个连续变量,y轴是该变量在一定区间内的频次。

 

下面利用Nathan Yau所著的《鲜活的数据:数据可视化指南》一书中的数据,学习画图。

 

数据地址:http://datasets.flowingdata.com/crimeRatesByState2005.csv

 

以下是这个数据文件的前5行:

复制代码
           state  murder  forcible_rape  robbery  aggravated_assault  \
0  United States     5.6           31.7    140.7               291.1   
1        Alabama     8.2           34.3    141.4               247.8   
2         Alaska     4.8           81.1     80.9               465.1   
3        Arizona     7.5           33.8    144.4               327.4   
4       Arkansas     6.7           42.9     91.1               386.8   

   burglary  larceny_theft  motor_vehicle_theft  population  
0     726.7         2286.3                416.7   295753151  
1     953.8         2650.0                288.3     4545049  
2     622.5         2599.1                391.0      669488  
3     948.4         2965.2                924.4     5974834  
4    1084.6         2711.2                262.1     2776221
复制代码

这是美国各州各种犯罪行为的发生率(每10万人口)。

 

我们把robbery和aggravated_assault的犯罪率分别分成12个区间,每个区间的犯罪率各为60次。让我们看看各区间出现的次数。(也就是0-60这一犯罪率区间出现几次,61-120出现几次等等)

 

直方图: ax.hist(x,bins=num_of_bins)   ---   x为变量,bins为柱子数量

 

代码如下:

import numpy as np
import pandas as pd
from matplotlib import pyplot as plt
crime=pd.read_csv(r"http://datasets.flowingdata.com/crimeRatesByState2005.csv")
fig,ax=plt.subplots()

ax.hist(crime["robbery"],bins=12,histtype="stepfilled",alpha=0.6,label="robbery")
ax.hist(crime["aggravated_assault"],bins=12,histtype="stepfilled",alpha=0.6,label="aggravated_assault")
ax.legend()
ax.set_xticks(np.arange(0,721,60))
ax.set_xlim(0,720)
ax.set_yticks(np.arange(0,21,4))
plt.show()

 

图像如下:

可以看出,robbery在60-120犯罪率这一区间出现次数最多,而aggravated_assault在120-180犯罪率这一区间出现次数最多。

 

此外,直方图也可以被归一化以显示“相对”频率,在命令里加上参数normed=True即可。这样,y轴就变成了相对频率(频率=频次/样本总数;相对频率=频率/组距)。

 

显示相对频率的图像如下:

 

下面我们自己创建一组符合正态分布的数据,再用matplotlib画画看。

import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
fig,ax=plt.subplots()

np.random.seed(4) #设置随机数种子
Gaussian=np.random.normal(0,1,1000) #创建一组平均数为0,标准差为1,总个数为1000的符合标准正态分布的数据
ax.hist(Gaussian,bins=25,histtype="stepfilled",normed=True,alpha=0.6)

plt.show()

 

图像如下:

此时,图像反映的是其概率密度,直方图的面积总和为1。

 

除了频次直方图,我们还可以用KDE(kernel density estimation)获取变量分布的平滑估计。具体请见下一篇:Matplotlib学习---用seaborn画直方图/核密度图(histogram, kdeplot)

 

posted @ 2018-08-14 16:24  HuZihu  阅读(24918)  评论(0编辑  收藏  举报