10天學會|Python繪圖(6):4種常見的Heatmap熱圖

Python用於數據繪圖，或許非常簡單，不需要複雜的編程，就能利用matplotlib繪製出matlab風格的繪圖。今天，譚編給大家講解一下4種常見的heatmap熱圖Python源碼(文末有獲取方式)，稍改即用。
首先我們通過以下視頻來了解：如何輕鬆修改並繪製熱圖。後續各章節可以詳細了解具體的要點、難點。對於每張圖，可以修改數據（二維數組，如下圖的harvest數組）、修改XY標籤文本（列表，如下圖綠色字體，用引號），點擊綠色三角運行按鈕，即可繪製出圖。上圖第123行是準備畫2行2列四個繪圖的，如果我們只需要畫一個圖，可以注釋掉第123行（即在123行首加#），然後去除第125行前的#，刪除本程序中其他繪圖，只保留一個圖的源碼。

圖1~圖2

通常熱圖的顏色覆蓋很廣，部分標註文本的顏色經常與色塊相近，如法分辨，這就需要定義多種字體顏色，python可以自動避開相衝的顏色。
例如annotate_heatmap()函數中的「textcolors=("red", "white")」，我們可以直接修改顏色單詞即可。

圖3~圖4

填充顏色配色在matplotlib繪圖庫中專門定義了配色名稱，我只需要修改heatmap()函數中的cmap="YlGn"引號中的配色名稱即可。
matplotlib庫提供了多種輸出文件格式，其中我們常用輸出Pdf、Svg、JPEG或Png格式。代碼如下：

lt.savefig("./figure1.jpg")
plt.savefig("./figure1.svg")
plt.savefig("./figure1.pdf")

但是運行可能會報錯，因為缺少字體，我們添加2行代碼即可消除BUG.

plt.rcParams['pdf.fonttype'] = 42
plt.rcParams['font.family'] = 'Calibri'

import numpy as np
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt

Python繪圖通常需要numpy和matplotlib這兩個外部庫。
NumPy(Numerical Python) 是 Python 語言的一個擴展程序庫，支持大量的維度數組與矩陣運算,此外也針對數組運算提供大量的數學函數庫。Matplotlib 是 Python 的繪圖庫。它可與 NumPy 一起使用，提供了一種有效的 MatLab 開源替代方案。它也可以和圖形工具包一起使用，如 PyQt 和 wxPython。這些外部庫需要安裝到python環境，我們編寫的程序才能運行。以Pycharm編輯器為例，安裝方法如下：

點擊菜單File-Default Settings打開對話框；

點擊左邊欄Project Interpreter，點擊右上方的「+」按鈕；

搜索「numpy」，待右邊檢索出版本後，點擊左下方的「Install Package」，等待下方出現安裝成功的提示後，再以同樣的方法安裝matplotlib；

關閉搜索窗口，回到Default Settings窗口，點擊OK。

def heatmap(data, row_labels, col_labels, ax=None,
cbar_kw={}, cbarlabel="", **kwargs)

data：一個二維數組（N,M）

row_labels：行標籤，列表或數組（長度為N）

col_labels：列標籤，列表或數組（長度為M）

ax：將熱圖繪製到的「matplotlib.axes.axes」實例。如果未提供，請使用當前軸或創建新軸。可選。

cbar_kw：帶有「matplotlib.Figure.colorbar」參數的字典。可選。

cbarlabel：色條的標籤。可選。

**kwargs：所有其他參數都指向「imshow」。

3.2.2 annotate_heatmap()函數

def annotate_heatmap(im, data=None, valfmt="{x:.2f}",
textcolors=("black", "white"),
threshold=None, **textkw):

im：要標記的軸圖像。

data：用於注釋的數據。如果沒有，則使用圖像的數據。可選。

valfmt：熱圖中批註的格式。這應該是使用字符串格式的方法，例如「${x:.2f}」，或者是`matplotlib.ticker.Formatter`。可選。

textcolors：一對顏色。第一個用於低於閾值的值，第二個是上面提到的。可選。

threshold：以數據單位表示的值，根據該值可以顯示textcolors中的顏色應用。如果沒有（默認設置），則使用顏色貼圖的中間作為分離。可選。

**kwargs：所有其他參數都會轉發到對用於創建文本標籤。

def func(x, pos):
return "{:.2f}".format(x).replace("0.", ".").replace("1.00", "")

限於小數文本過長，標註色塊時經常超出色塊，可以將小數的「0.」改為「.」，例如「.12」表示「0.12」。對於「1.00」的數據，我們可以不標註，即用空字符「」。於是需用下面的替換函數。例如下圖效果：

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