数据可视化实例（十四）：面积图（matplotlib，pandas）

偏差（Deviation）

面积图（Area Chart）

通过对轴和线之间的区域进行着色，面积图不仅强调峰和谷，而且还强调高点和低点的持续时间。高点持续时间越长，线下面积越大。

https://datawhalechina.github.io/pms50/#/chapter14/chapter14

导入所需要的库

import numpy as np              # 导入numpy库

import pandas as pd             # 导入pandas库

import matplotlib as mpl        # 导入matplotlib库

import matplotlib.pyplot as plt

import seaborn as sns           # 导入seaborn库

设定图像各种属性

large = 22; med = 16; small = 12

params = {'axes.titlesize': large,    # 设置子图上的标题字体

            'legend.fontsize': med,     # 设置图例的字体

            'figure.figsize': (16, 10), # 设置图像的画布

           'axes.labelsize': med,      # 设置标签的字体

            'xtick.labelsize': med,     # 设置x轴上的标尺的字体

            'ytick.labelsize': med,     # 设置整个画布的标题字体

          'figure.titlesize': large}

#plt.rcParams.update(params)           # 更新默认属性

plt.style.use('seaborn-whitegrid')    # 设定整体风格

sns.set_style("white")                # 设定整体背景风格

程序代码

# step1：导入数据

df = pd.read_csv("https://github.com/selva86/datasets/raw/master/economics.csv", parse_dates=['date']).head(100)

x = np.arange(df.shape[0])                    # 创造一个和数据相同长度的序列

y_returns = (df.psavert.diff().fillna(0) / df.psavert.shift(1)).fillna(0) * 100     # 获取所需要的数据

# step2：绘制面积图

    # 画布

plt.figure(figsize = (16, 10),    # 画布尺寸

           dpi = 80)              # 分辨率

    # 绘制面积图

plt.fill_between(x[1:],                        # 定义x坐标

                y_returns[1:],                 # 定义第一条曲线的纵坐标

                0,                             # 定义第二条曲线的纵坐标

                where = y_returns[1:] >= 0,    # 被填充的区域

                facecolor = 'green',           # 被填充的颜色（绿色）

                interpolate = True,            # 交叉点区域的填充

                alpha = 0.7)                   # 被填充区域的透明度

plt.fill_between(x[1:],                        # 定义x坐标

                y_returns[1:],                 # 定义第一条曲线的纵坐标

                0,                             # 定义第二条曲线的纵坐标

                where = y_returns[1:] <= 0,    # 被填充的区域

                facecolor = 'red',             # 被填充的颜色（虹色）

                interpolate = True,            # 交叉点区域的填充

                alpha = 0.7)                   # 被填充区域的透明度

    # 添加注释

plt.annotate('Peak \n1975',                              # 文本内容

            xy = (94.0, 21.0),                           # 注释的起始位置

            xytext = (88.0, 28),                         # 文本的起始位置

            bbox = dict  (boxstyle = 'square',           # 箱体的形态为方形

                          fc = 'firebrick'),             # 箱体的颜色

            arrowprops = dict(facecolor = 'steelblue',   # 箭头的类型，箭头的长度，箭头的宽度

                             shrink = 0.05),

            fontsize = 15,                               # 文本尺寸

            color = 'white')                             # 文本颜色

# step3：装饰

    # 横坐标

xtickvals = [str(m)[:3].upper() + '-' + str(y) for y,m in zip(df.date.dt.year, df.date.dt.month_name())]   # 组合为形如 JUL-1967

plt.gca().set_xticks(x[::6])            # 获取当前子图并设置当前子图的x轴刻度

    # x轴刻度标签

plt.gca().set_xticklabels(xtickvals[::6],                                       # x轴刻度

                         rotation = 60,                                         # 选择60度

                         fontdict = {'horizontalalignment': 'center',           # 水平对齐参数

                                     'verticalalignment': 'center_baseline'})   # 垂直对齐参数

    # 设置当前y坐标轴的范围

plt.ylim(-35, 35)

    # 设置当前x坐标轴的范围

plt.xlim(1, 100)

    # 设置图像标题

plt.title('Month Economics Return %',   # 标题名称

          fontsize = 22)                # 标题尺寸

    # 设置y轴标题

plt.ylabel('Monthly returns %')

    # 设置网格

plt.grid(alpha = 0.5)

plt.show()                              # 显示图像

fill_between()函数总结

matplotlib.pyplot.fill_between(x, y1, y2=0, where=None, interpolate=False, step=None, *, data=None, **kwargs)

填充两条水平曲线之间的区域。

曲线由点定义（ x ， y1 ）和（ x ， y2 ）这将创建一个或多个描述填充区域的多边形。

默认情况下，边直接连接给定点。使用 step 如果填充应为阶跃函数，即介于 x .

x : 数组（长度n）

定义曲线的节点的X坐标。

y1 : 数组（长度n）或标量

定义第一条曲线的节点的Y坐标。

y2 : 数组（长度n）或标量，可选，默认值：0

定义第二条曲线的节点的Y坐标。

where: bool数组（长度n），可选，默认值：无

定义 where 不填充某些水平区域。填充区域由坐标定义。 x[where] . 更准确地说，填充 x[i] 和 x[i+1] 如果 where[i] and where[i+1] . 注意，这个定义意味着 True 介于两者之间的值假价值观 在哪里？ 不会导致填充。两侧 True 位置因相邻而未填满假价值观。

interpolate: 可选的布尔

只有当 where两条曲线相互交叉。

语义上， where 通常用于 y1 > y2 或类似的。默认情况下，定义填充区域的多边形节点将仅放置在 x数组。这样的多边形无法描述接近交集的上述语义。包含交叉点的X形截面仅被剪裁。

设置 interpolate到 True 将计算实际交叉点并将填充区域扩展到此点。

step : 'pre'、'post'、'mid'，可选

定义 step 如果填充应为阶跃函数，即介于 x . 该值确定步骤的发生位置：

“pre”：Y值从 x 位置，即间隔 (x[i-1], x[i]] 具有价值 y[i] .
“post”：y值从每个 x 位置，即间隔 [x[i], x[i+1]) 具有价值 y[i] .
“mid”：步骤发生在 x 位置。