Python联合分布图详解:探索变量间关联性与分布特征

勒令课程 2024-04-17 07:34:20

在Python的数据可视化领域,Seaborn库以其优雅的设计和对统计图表的深度支持而广受欢迎。其中,jointplot函数尤为引人注目,它能同时展示两个变量间的相关性、各自的单变量分布以及双变量的联合分布,为数据探索与分析提供了强大工具。本文将深入剖析Seaborn jointplot的用法与应用案例,助您掌握这一可视化利器,洞悉数据内在关联。

Seaborn与Jointplot简介

Seaborn 是基于Matplotlib的高级统计图形库,旨在简化复杂数据可视化任务,提供美观且具有统计意义的图表。其内置多种统计图表类型,如直方图、箱线图、小提琴图等,而Jointplot则是其中用于探索两变量间关系的特色图表。

Jointplot基本结构与功能

jointplot的核心组成部分包括:

scatter/kde/Hexbin图:显示两变量间的联合分布。边际分布图:x/y轴的直方图:展示各变量的单变量分布。rug plot(可选):在坐标轴边缘标记数据点位置。

通过jointplot,我们可以:

观察变量间相关性:通过联合分布图直观判断线性、非线性关联,甚至是否存在复杂模式。分析单变量分布特性:如偏斜度、峰度、异常值等。比较不同数据子集:通过分组或条件绘制多幅jointplot,对比不同类别下的变量关系。Jointplot基本用法

首先,确保已安装Seaborn库并导入相关模块:

!pip install seabornimport seaborn as snsimport pandas as pdimport numpy as np

接下来,使用内置的tips数据集演示jointplot的基本用法:

sns.set_theme(style="whitegrid")tips = sns.load_dataset("tips")# 绘制'tip'与'total_bill'的联合分布图sns.jointplot(x="total_bill", y="tip", data=tips)

此代码将生成一幅包含以下部分的图表:

中心:散点图展示了total_bill与tip的联合分布,揭示两者之间的大致线性关系。上部/右侧:分别为total_bill与tip的直方图,展示了各自数值的分布情况。下部/左侧:rug plots展示了数据点沿坐标轴的分布,有助于识别异常值。Jointplot参数与定制1. 联合分布图类型

通过kind参数选择联合分布图的类型:

'scatter'(默认):散点图。'kde':二维核密度估计图。'hex':六边形 binning 图。

例如,绘制kde类型的联合分布图:

sns.jointplot(x="total_bill", y="tip", data=tips, kind="kde")2. 边际分布图定制改变直方图的bins数量:通过 marginal_kws传递给hist函数。sns.jointplot(x="total_bill", y="tip", data=tips, marginal_kws=dict(bins=20))替换为其他边际图:如小提琴图(violinplot)、箱线图(boxplot)等。sns.jointplot(x="total_bill", y="tip", data=tips, marginal_kind="box", # 使用箱线图 color="m", palette="muted") # 更改颜色与配色方案3. 颜色与样式设定全局主题设置:使用sns.set_theme()。单独图表颜色:通过color参数。配色方案:通过palette参数。4. 其他参数空间大小:通过height参数调整整体高度。不显示rug plot:rug=False。添加回归线:kind="reg",并可通过regplot_kws传递给regplot的参数。Jointplot在实际项目中的应用

案例1:金融数据分析

假设我们有一份包含股票价格(price)和交易量(volume)的数据集,使用jointplot探索两者的关系:

stock_data = pd.read_csv("stock_data.csv")sns.jointplot(x="price", y="volume", data=stock_data, kind="hex", color="#4CB391", marginal_kws=dict(bins=30), height=6)

案例2:生物医学研究

在基因表达数据分析中,对比正常细胞与癌变细胞中两基因的表达水平:

expression_data = pd.read_csv("gene_expression.csv")sns.lmplot(x="Gene_A", y="Gene_B", hue="Cell_Type", data=expression_data, col="Sample", col_wrap=2, scatter_kws={"s": ½0}, height=4, aspect=1.5)总结

Seaborn的jointplot函数凭借其综合展示双变量关系及单变量分布的能力,成为数据探索阶段不可或缺的工具。通过对kind、marginal_kws等参数的灵活运用,我们可以定制出满足特定分析需求的联合分布图。无论是金融数据分析、生物医学研究还是其他领域,熟练运用jointplot将极大提升数据洞察力,助力科学决策。

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