可視化神器Plotly的圖例legend精講

公衆號：尤而小屋
作者：Peter
編輯：Peter

大家好，我是Peter~

很久沒有更新Plotly相關的文章，國慶這幾天終於幹了一篇。選擇的主題是：玩轉Plotly圖例設置，也是一直以來都想寫的一個話題，文章的主要內容爲：

官網學習地址：https://plotly.com/python/legend/

Plotly連載文章

Plotly文章目前已經更新到第16篇，歡迎閱讀。推薦幾篇文章：

導入庫和數據

本文中主要使用的數據是消費數據：

import pandas as pd
import numpy as np

import plotly_express as px
import plotly.graph_objects as go

# 消費數據

tips = px.data.tips()
tips.head()

圖例元素個數

主要是單個元素和多個元素組成的圖例。

單個元素

fig = px.scatter(
    tips, # 數據庫
    x="total_bill",  # xy軸
    y="tip",
    color="sex"   #  圖例是通過顏色區分
)

fig.show()

多個元素組成的圖例

多個元素同時區分的時候，會生成不同的形狀來進行數據的展示：

fig = px.scatter(
    tips,
    x="total_bill",
    y="tip",
    color="sex",  # 顏色和標記來同時區分
    symbol="smoker"
)

fig.show()

改變圖例名稱

在使用plotly_express的時候主要使用labels參數來修改圖例名稱

fig = px.scatter(
    tips, 
    x="total_bill", 
    y="tip", 
    color="sex",   # 顏色和標記；symbol主要來控制形狀
    symbol="smoker", 
    # 通過labels來改變默認的圖例名稱
    labels={"sex": "Gender", "smoker": "Smokes"})

fig.show()

還可以生成具有多個切面圖形的圖形：

fig = px.scatter(
    tips, 
    x="total_bill", 
    y="tip", 
    color="sex", 
    symbol="smoker", 
    facet_col="time",  #  切面圖的列元素
    # 改變圖例名稱
    labels={"sex": "Gender", "smoker": "Smokes"})

fig.show()

設置圖例順序

通過plotly_express繪圖

通過參數legend.traceorder來設置圖例的順序

fig = px.bar(
    tips, # 數據框
    x="day", #   xy軸
    y="total_bill", 
    color="smoker",  # 顏色
    barmode="stack",   # 柱狀圖模式
    facet_col="sex",  # 切面圖的列元素
    category_orders={"day": ["Thur", "Fri", "Sat", "Sun"], # 自定義順序
                     "smoker": ["Yes", "No"],  
                     "sex": ["Male", "Female"]})

fig.update_layout(legend_traceorder="reversed")  # 設置順序

fig.show()

⚠️默認情況下是根據現實圖例的字段在原始數據中出現的順序：

fig = px.bar(
    tips, # 數據框
    x="day", #   xy軸
    y="total_bill", 
    color="smoker",  # 顏色
    barmode="stack",   # 柱狀圖模式
    facet_col="sex",  # 切面圖的列元素
)

fig.show()

通過plotly.graph_objects繪圖

我們主要是通過參數 legendrank 來設置順序 。注意：plotly的版本必須在V5.0及以上

pip install --upgrade plotly  # 升級版本

如果我們不使用legendrank參數：

fig = go.Figure()

# 添加4個不同的軌跡數據
fig.add_trace(go.Bar(name="first", x=["a", "b"], y=[21,27]))
fig.add_trace(go.Bar(name="second", x=["a", "b"], y=[32,18]))
fig.add_trace(go.Bar(name="third", x=["a", "b"], y=[11,32]))
fig.add_trace(go.Bar(name="fourth", x=["a", "b"], y=[21,13]))

fig.show()

上面圖例出現的順序就是first 、second、third、fourth的順序，也就是在添加軌跡數據的順序。

下面我們使用legendrank參數：

fig = go.Figure()

# 添加4個不同的軌跡數據
fig.add_trace(go.Bar(name="second",  # 2
                     x=["a", "b"], 
                     y=[32,18],
                     legendrank=2))

fig.add_trace(go.Bar(name="third",  # 3
                     x=["a", "b"],
                     y=[11,32],
                     legendrank=3))

fig.add_trace(go.Bar(name="first",  # 1
                     x=["a", "b"], 
                     y=[21,27],
                     legendrank=1))

fig.add_trace(go.Bar(name="fourth",  # 4
                     x=["a", "b"], 
                     y=[21,13],
                     legendrank=4))

fig.show()

添加trace的順序不同是first、second等，實際上還是按照legendrank參數來排序

顯示和隱藏圖例

上面的所有圖形在默認情況下是顯示圖例出來，我們也可以來進行隱藏：

# 隱藏圖例

fig = px.scatter(
    tips,
    x="total_bill",
    y="tip",
    color="sex",  
    symbol="smoker"
)

fig.update_layout(showlegend=False)  # 隱藏圖例元素

fig.show()

圖例位置

圖例默認情況下是在右邊的，我們可以使用參數來改變圖例位置

# 默認情況：圖例在右上角

fig = px.scatter(
    tips,
    x="total_bill",
    y="tip",
    size="tip",
    color="sex",  # 顏色和標記來同時區分
    symbol="smoker"
)

fig.show()

通過參數的設置來改變圖例的位置：

# 默認情況

fig = px.scatter(
    tips,
    x="total_bill",
    y="tip",
    size="tip",
    color="sex",  # 顏色和標記來同時區分
    symbol="smoker"
)

# 通過位置參數來改變
fig.update_layout(legend=dict(
    yanchor="top",  # y軸頂部
    y=0.99,
    xanchor="left",  # x軸靠左
    x=0.01
))

fig.show()

圖例水平化

默認情況圖例是垂直顯示，通過參數orientation來實現水平顯示。當圖例的分類情況很多的時候，這個水平化顯示非常使用。

本案例使用的plotly中的gdp數據：

默認圖例是垂直顯示：

df = px.data.gapminder().query("year==2007")  # 選擇2007數據

fig = px.scatter(
    df,  # 數據框和x、y軸數據
    x="gdpPercap", 
    y="lifeExp", 
    color="continent",  # 顏色
    size="pop",  # 大小
    size_max=45)  # 最大值

fig.update_layout(legend=dict(
#     orientation="h",  # 控制水平顯示
    yanchor="bottom",  # 分別設置xy軸的位置和距離大小
    y=1.02,
    xanchor="right",
    x=1
))

fig.show()

下面我們來開啓水平顯示圖例：

# 開啓水平顯示

fig = px.scatter(
    df, 
    x="gdpPercap", 
    y="lifeExp", 
    color="continent",
    size="pop", 
    size_max=45)

fig.update_layout(legend=dict(
    orientation="h",  # 開啓水平顯示
    yanchor="bottom",
    y=1.02,
    xanchor="right",
    x=1
))

fig.show()

圖例個性化顯示

fig = px.scatter(
    df, 
    x="gdpPercap", 
    y="lifeExp", 
    color="continent",
    size="pop", 
    size_max=45
)


fig.update_layout(
    legend=dict(
        x=.82,  # 設置圖例位置
        y=0,
        traceorder="reversed",  
        title_font_family="Times New Roman",  # 圖例標題字體
        font=dict(  # 圖例字體
            family="Courier",
            size=13,
            color="red"  # 顏色：紅色
        ),
        bgcolor="LightSteelBlue",  # 圖例背景色
        bordercolor="Black",  # 圖例邊框顏色和寬度
        borderwidth=2
    )
)

fig.show()

Graph Objects設置圖例

下面的多個案例都是基於plotly.graph_objects來進行圖例的設置：

• 圖例名稱

圖例名稱

fig = go.Figure()

fig.add_trace(go.Scatter(
    x=[1, 2, 3, 4, 5],
    y=[1, 2, 3, 4, 5],
    name="圖1"  # 圖例名稱
))

fig.add_trace(go.Scatter(
    x=[1, 2, 3, 4, 5],
    y=[5, 4, 3, 2, 1],
    name="圖2"  # 圖例名稱
))

fig.show()

圖例標題

fig = go.Figure()

fig.add_trace(go.Scatter(
    x=[1, 2, 3, 4, 5],
    y=[1, 2, 3, 4, 5],
    name="圖1"
))

fig.add_trace(go.Scatter(
    x=[1, 2, 3, 4, 5],
    y=[5, 4, 3, 2, 1],
    name="圖2"
))

# 重點參數：設置圖例標題
fig.update_layout(legend_title_text='圖例標題')

fig.show()

顯示或隱藏圖例

import plotly.graph_objects as go

fig = go.Figure()

fig.add_trace(go.Scatter(
    x=list(range(5)),
    y=list(range(5)),
    showlegend=False  # 不顯示這個軌跡的圖例
))


fig.add_trace(go.Scatter(
    x=list(range(5)),
    y=list(range(5))[::-1],
))

fig.update_layout(showlegend=True) # 整體圖例顯示 

fig.show()

設置圖例元素大小

import plotly.graph_objects as go

fig = go.Figure()

fig.add_trace(go.Scatter(
    x=list(range(5)),
    y=list(range(5)),
    mode='markers+lines',  # 模式的選擇
    marker={'size':10}  # 標記大小
))

fig.add_trace(go.Scatter(
    x=list(range(5)),
    y=[5, 4, 3, 2, 1],
    mode='lines+markers',
    marker={'size':50}
))

fig.update_layout(legend= {'itemsizing': 'constant'})  # trace 和constant兩種設置

fig.show()

當itemsizing取值爲constant：

當itemsizing取值爲trace：