Python數據可視化第 8 講：matplotlib餅圖繪製函數pie

1. pie 函數介紹

pie 函數用戶繪製餅圖。繪製餅圖的數據由參數 x 提供，每個餅圖楔塊的分數區域爲 x/sum(x) 。如果 sum(x)<1，那麼 x 的值直接給出分數區域，數組將不被歸一化，生成的餅圖將有一個大小爲 1-sum(x) 的空楔形。默認情況下，pie 函數從 x 軸開始逆時針繪製餅圖楔塊。pie 函數的調用格式如下：

pie(x, explode, labels, colors，**kwargs)
pie(x)

參數說明：

• x：標量序列，必須參數，其中元素決定餅圖中楔塊的大小。
• explode：數組，可選參數，無默認值，如果不是 None，則爲長度爲 len(x) 數組，該數組指定用於偏移每個楔塊的半徑分數。
• labels：列表，可選參數，無默認值，爲每個楔塊提供標籤的字符串序列。
• colors：數組，可選參數，無默認值，爲餅圖循環所用的顏色參數序列。如果沒有，將使用當前活動週期中的顏色。
• autopct：字符串或函數，可選參數，無默認值，如果不是 None，則是用於用數值標記楔塊的字符串或函數。標籤將放在楔塊內部；如果是格式字符串，則標籤爲 fmt%pct；如果是函數，則調用它。
• pctdistance：浮點型，可選參數，默認值：0.6，每個餅圖楔塊的中心與參數 autoct 生成的文本的開始之間的比率。如果 autoct 爲 None，則忽略。
• shadow：布爾型，可選參數，默認值：False，在餡餅下面畫一個陰影。
• radius：浮點型，可選參數，無默認值，餅圖的半徑，如果“半徑”爲None，則將設置爲1。
• labeldistance，startangle，counterclock，wedgeprops，textprops，center，frame，rotatelabels，patches，texts，autotexts等參數略。

2. pie 函數繪圖示例

2.1 繪製一個基本的餅圖

繪製一個餅圖並加上一些額外的設置。除了基本的餅圖之外，還顯示了一些可選功能：

1. 切片標籤，即每個餅圖楔塊加上標籤；
2. 自動標記百分比，每個楔塊所佔百分比；
3. 用“彈出”偏移指定楔塊；
4. 陰影設置；
5. 自定義起始角度；

完整代碼如下：

import matplotlib.pyplot as plt

# step1：準備畫圖的數據
labels = 'Frogs', 'Hogs', 'Dogs', 'Logs'
sizes = [15, 30, 45, 10]
explode = (0, 0.1, 0, 0)  # 控制第二個餅圖楔塊彈出，即Hogs彈出

# step2：手動創建一個figure對象，相當於一個空白的畫布
figure = plt.figure()
# step3：在畫布上添加1個子塊，標定繪圖位置
axes1 = plt.subplot(1, 1, 1)
# step4：繪製餅圖
axes1.pie(sizes, explode=explode, labels=labels, autopct='%1.1f%%',
          shadow=True, startangle=90)
axes1.set_title('Basic pie chart')

# step5：展示
plt.show()

上面代碼的運行結果：

2.2 繪製餅圖並用圖例和註釋標記各個餅塊

• 首先，定義導入依賴包併爲創建一個帶有子塊的餅圖準備數據和標籤列表。
• 然後，爲 autoct 參數提供一個函數 func，它將通過顯示絕對值來擴展自動百分比標記；我們根據相對數據和所有值的和來計算百分比。
• 最後，創建餅圖並存儲返回的對象以備使用。返回元組的第一個返回元素是楔塊列表。那些是 matplotlib.patches.Wedge 文件修補程序，可直接用作圖例的句柄。我們可以使用legend 的 bbox_to_ anchor 錨定參數將 legend 定位到餅圖之外。這裏我們使用軸座標（1，0，0.5，1）和位置“中心左”；即圖例的左中心點將位於邊界框的左中心點，在軸座標中從（1，0）跨越到（1.5，1）。

完整代碼如下：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# step1：準備畫圖的數據
recipe = ["375 g flour",
          "75 g sugar",
          "250 g butter",
          "300 g berries"]

data = [float(x.split()[0]) for x in recipe]
ingredients = [x.split()[-1] for x in recipe]

# 自定義一個函數，用於計算每個餅塊所佔的百分比，並拼接文本
def func(pct, allvals):
    # 計算百分比
    absolute = int(pct / 100. * np.sum(allvals))
    # 按格式拼接餅塊展示文本
    return "{:.1f}%\n({:d} g)".format(pct, absolute)

# step2：手動創建一個figure對象，相當於一個空白的畫布
figure = plt.figure()
# step3：在畫布上添加1個子塊，標定繪圖位置
axes1 = plt.subplot(1, 1, 1)
# step4：繪製餅圖，通過參數autopct指定的字符串標記楔塊
wedges, texts, autotexts = axes1.pie(data, autopct=lambda pct: func(pct, data),
                                     textprops=dict(color="w"))
# step5：繪製圖例
axes1.legend(wedges, ingredients,
             title="Ingredients",
             loc="center left",
             bbox_to_anchor=(1, 0, 0.5, 1))

# step6：設置餅圖文本格式和標題
plt.setp(autotexts, size=8, weight="bold")
axes1.set_title("Matplotlib bakery: A pie")

# step7：展示
plt.show()

上面代碼的運行結果：