本书系统地介绍Python数据可视化涉及的常用知识。全书共13章,内容包括数据可视化基础、搭建Python数据可视化环境、Matplotlib基础、Matplotlib进阶、Pandas内置绘图、Seaborn绘图、第三方图表Pyecharts、Plotly图表、Bokeh图表、绘制渐变饼形图分析销售占比情况、绘制双向柱形图分析个人收入与支出、绘制动态图表分析产品走势和用Matplotlib PyQt5实现交互式图表。全书以"知识 实例 案例引导"的方式,介绍4个实用性很强的数据可视化案例,每个案例都介绍了相关的关键技术,有助于读者理解知识、应用知识,学以致用。 近年来,AIGC技术高速发展,成为各行各业高质量发展和生产效率提升的重要推动力。本书将AIGC技术融入理论学习、实例编写、复杂系统开发等环节,帮助读者提升编程效率。 本书既可以作为高等院校计算机、软件工程相关专业数据可视化课程的教材,又可以作为从事Python数据可视化工作的编程人员的参考用书。
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第 1章 数据可视化基础 1
第 1章 1
1.1 什么是数据可视化 2
1.2 数据可视化的作用 2
1.3 Python数据可视化常用工具 2
1.4 如何选择适合的图表类型 3
1.5 图表的基本组成 4
小结 6
习题 6
第 2章 搭建Python数据可视化环境 7
2.1 快速了解Python 8
2.1.1 Python简介 8
2.1.2 Python的版本 9
2.1.3 Python的应用领域 9
2.2 搭建Python开发环境 9
2.2.1 下载和安装Python 9
2.2.2 第 一个Python程序hello world 14
2.3 集成开发环境PyCharm 16
2.3.1 下载PyCharm 16
2.3.2 安装PyCharm 18
2.3.3 运行PyCharm 21
2.3.5 在PyCharm中创建一组学生成绩数据 23
2.4 数据分析标准环境Anaconda 26
2.4.1 下载Anaconda 26
2.4.2 安装Anaconda 28
2.5 Jupyter Notebook开发工具 30
2.5.1 认识Jupyter Notebook 30
2.5.2 新建一个Jupyter Notebook文件 31
2.5.3 在Jupyter Notebook中绘制7日天气走势图 32
小结 34
习题 34
第3章 Matplotlib基础 35
3.1 Matplotlib介绍 36
3.1.1 了解Matplotlib 36
3.1.2 安装Matplotlib 36
3.1.3 绘制第 一张图表 38
3.2 图表的常用设置 39
3.2.1 基本绘图plot函数 39
3.2.2 设置画布 42
3.2.3 设置坐标轴 43
3.2.4 添加文本标签 44
3.2.5 设置标题和图例 45
3.2.6 添加注释 48
3.2.7 设置网格线 51
3.2.8 绘制参考线 51
3.2.9 选取范围 53
3.2.10 图表布局 53
3.2.11 保存图表 55
3.3 常用图表的绘制 55
3.3.1 绘制折线图 55
3.3.2 绘制柱形图 57
3.3.3 绘制直方图 60
3.3.4 绘制饼形图 61
3.3.5 绘制散点图 66
3.3.6 绘制面积图 68
3.3.7 绘制箱形图 70
3.3.8 绘制热力图 73
3.3.9 绘制雷达图 75
3.3.10 气泡图 77
3.3.11 棉棒图 78
3.3.12 误差棒图 79
小结 80
习题 81
第4章 Matplotlib进阶 82
4.1 Matplotlib处理日期时间 83
4.1.1 dates模块 83
4.1.2 设置坐标轴日期的显示格式 84
4.1.3 设置坐标轴日期刻度标签 85
4.2 次坐标轴(双坐标轴) 87
4.2.1 共享x坐标轴(twinx()函数) 87
4.2.2 共享y坐标轴(twiny()函数) 88
4.3 绘制多个子图表 89
4.3.1 subplot()函数 89
4.3.2 subplots()函数 91
4.3.3 add_subplot()函数 93
4.3.4 子图表共用一个坐标轴 94
4.4 绘制函数图像 95
4.4.1 一元一次函数图像 95
4.4.2 一元二次函数图像 96
4.4.3 正弦函数图像 97
4.4.4 余弦函数图像 97
4.5 形状与路径 98
4.5.1 形状(patches模块) 98
4.5.2 路径(path模块) 100
4.5.3 绘制圆(Cirle模块) 101
4.5.4 绘制矩形(Rectangle模块) 103
4.6 绘制3D图表 104
4.6.1 3D柱形图 104
4.6.2 3D曲面图 105
小结 106
习题 106
第5章 Pandas内置绘图 107
5.1 Pandas概述 108
5.1.1 认识Pandas 108
5.1.2 安装Pandas 108
5.2 Pandas家族成员 110
5.2.1 Series对象 110
5.2.2 DataFrame对象 111
5.3 Pandas处理数据 113
5.3.1 读取数据 113
5.3.2 数据抽取 114
5.4 Pandas数据可视化 115
5.4.1 DataFrame.plot()函数 115
5.4.2 绘制折线图 116
5.4.3 绘制柱形图 118
5.4.4 绘制饼形图 121
5.4.5 绘制直方图 122
5.4.6 绘制散点图 123
5.4.7 绘制箱形图 124
小结 126
习题 126
第6章 Seaborn绘图 127
6.1 Seaborn入门 128
6.1.1 Seaborn简介 128
6.1.2 安装Seaborn 129
6.1.3 Seaborn图表之初体验 129
6.1.4 Seaborn自带的数据集 129
6.2 Seaborn绘图的基本设置 134
6.2.1 背景风格 134
6.2.2 边框控制 135
6.3 常用图表的绘制 135
6.3.1 绘制折线图 135
6.3.2 绘制直方图 137
6.3.3 绘制条形图 137
6.3.4 绘制散点图 138
6.3.5 绘制线性回归模型(lmplot函数) 139
6.3.6 绘制箱形图(boxplot()函数) 140
6.3.7 绘制核密度图(kdeplot函数) 141
6.3.8 绘制提琴图(violinplot()函数) 142
小结 143
习题 143
第7章 第三方图表Pyechart 144
7.1 Pyecharts入门 145
7.1.1 Pyecharts简介 145
7.1.2 安装Pyecharts 145
7.1.3 绘制第 一张图表 145
7.1.4 Pyecharts对方法的链式调用 146
7.2 Pyecharts的组成 146
7.2.1 主题风格 147
7.2.2 图表标题 149
7.2.3 图例 151
7.2.4 提示框 153
7.2.5 视觉映射 155
7.2.6 工具箱 156
7.2.7 区域缩放 158
7.3 Pyecharts图表的绘制 160
7.3.1 柱状图Bar模块 160
7.3.2 折线/面积图Line模块 161
7.3.3 饼形图Pie模块 163
7.3.4 箱形图Boxplot模块 165
7.3.5 涟漪特效散点图EffectScatter模块 166
7.3.6 词云图WordCloud模块 167
7.3.7 热力图HeatMap模块 168
7.3.8 水球图Liquid模块 170
7.4 借助AI快速学习 171
小结 172
习题 172
第8章 Plotly图表 173
8.1 Plotly入门 174
8.1.1 Plotly介绍 174
8.1.2 安装Plotly 174
8.1.3 Plotly绘图原理 174
8.1.4 Plotly保存图表的方式 176
8.2 基础图表 178
8.2.1 折线图和散点图 178
8.2.2 柱形图和水平条形图 180
8.2.3 饼形图和环形图 182
8.3 图表细节设置 184
8.3.1 图层布局函数Layout() 184
8.3.2 添加图表标题(title) 186
8.3.3 添加文本标记(text) 186
8.3.4 添加注释文本(annotation) 188
8.4 统计图表 190
8.4.1 直方图 190
8.4.2 箱形图 192
9.4.3 热力图 194
8.4.4 等高线图 196
8.5 绘制多子图表 197
8.5.1 绘制基本的子图表 197
8.5.2 自定义子图位置 198
小结 199
习题 199
第9章 Bokeh图表 200
9.1 Bokeh入门 201
9.1.1 安装Bokeh 201
9.1.2 Bokeh的基本概念 201
9.1.3 绘制第 一张图表(折线图) 202
9.1.4 数据类型 205
9.2 绘制基本图表 210
9.2.1 散点图 210
9.2.2 组合图表 211
9.2.3 条形图 212
9.2.4 饼(环)形图 214
9.3 图表设置 215
9.3.1 图表的布局 215
9.3.2 配置绘图工具 218
9.3.3 设置视觉属性 220
9.3.4 图表注释 223
9.4 可视化交互 228
9.4.1 微调器 228
9.4.2 滑块 229
小结 230
习题 230
第 10章 渐变饼形图分析销售占
比情况 231
10.1 概述 232
10.2 案例效果预览 232
10.3 案例准备 232
10.4 实现过程 233
10.4.1 数据准备 233
10.4.2 数据处理 233
10.4.3 绘制渐变饼形图 234
10.5 关键技术 237
小结 238
习题 238
第 11章 双向柱形图分析个人收入与支出 239
11.1 概述 240
11.2 案例效果预览 240
11.3 案例准备 240
11.4 实现过程 241
11.4.1 数据准备 241
11.4.2 绘制双向柱形图 241
11.5 关键技术 243
小结 244
习题 244
第 12章 动态图表分析产品走 245
12.1 概述 246
12.2 案例效果预览 246
12.3 案例准备 246
12.4 实现过程 247
12.4.1 数据准备 247
12.4.2 绘制动态图表 247
12.4.3 程序调试 249
12.5 关键技术 250
小结 251
习题 251
第 13章 Matplotlib PyQT5实现交互式图表 252
13.1 概述 253
13.2 案例效果预览 253
13.3 案例准备 254
13.4 界面设计环境安装与配置 255
13.5 实现过程 257
13.5.1 窗体设计 257
13.5.2 .ui文件转.py文件 258
13.5.3 主程序模块 258
13.6 关键技术 261
小结 262
习题 263