Python数据可视化之美：专业图表绘制指南（全彩）
目录
第1 章 Python 编程基础 1
1.1 Python 基础知识 . 2
1.1.1 Python 3.7 的安装 . 2
1.1.2 包的安装与使用 . 3
1.1.3 Python 基础操作 . 4
1.2 6 种常用数据结构 5
1.2.1 列表 . 5
1.2.2 字典 . 6
1.2.3 元组 . 6
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第1 章 Python 编程基础 1
1.1 Python 基础知识 . 2
1.1.1 Python 3.7 的安装 . 2
1.1.2 包的安装与使用 . 3
1.1.3 Python 基础操作 . 4
1.2 6 种常用数据结构 5
1.2.1 列表 . 5
1.2.2 字典 . 6
1.2.3 元组 . 6
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张杰【狮猿狗】数据分析-工业设计狮，程序猿，科研狗；微信公众号【EasyShu】联合主创；著有15篇SCI(E)和SSCI学术论文；出版专著《Excel 数据之美：科学图表与商业图表的绘制》《R语言数据可视化之美：专业图表绘制指南》《Python数据可视化之美：专业图表绘制指南》；多届中国R会议数据可视化演讲嘉宾；学术研究方向为颜色科学、机器视觉、数据分析与可视化等。
本书主要介绍如何使用Python 中的matplotlib、Seaborn、plotnine、Basemap 等包绘制专业图表。本书首先介绍Python 语言编程的基础知识，以及NumPy 和Pandas 的数据操作方法；再对比介绍matplotlib、Seaborn 和plotnine 的图形语法。本书系统性地介绍了使用matplotlib、Seaborn 和plotnine 绘制类别对比型、数据关系型、时间序列型、整体局部型、地理空间型等常见的二维和三维图表的方法。另外，本书也介绍了商业图表与学术图表的规范与差异，以及如何使用matplotlib 绘制HTML 交互页面动画。
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第1 章 Python 编程基础 1
1.1 Python 基础知识 . 2
1.1.1 Python 3.7 的安装 . 2
1.1.2 包的安装与使用 . 3
1.1.3 Python 基础操作 . 4
1.2 6 种常用数据结构 5
1.2.1 列表 . 5
1.2.2 字典 . 6
1.2.3 元组 . 6
1.3 控制语句与函数编写 . 6
1.3.1 控制语句 . 6
1.3.2 函数编写 . 8
第2 章 数据处理基础 . 10
2.1 NumPy：数值运算 11
2.1.1 数组的创建 11
2.1.2 数组的索引与变换 . 12
2.1.3 数组的组合 . 13
2.1.4 数组的统计函数 . 14
2.2 Pandas：表格处理 15
2.2.1 Series 数据结构 . 15
2.2.2 数据结构：DataFrame 16
2.2.3 数据类型：Categorical . 18
2.2.4 表格的变换 . 19
2.2.5 变量的变换 . 20
2.2.6 表格的排序 . 20
2.2.7 表格的拼接 . 21
2.2.8 表格的融合 . 22
2.2.9 表格的分组操作 . 23
2.2.10 数据的导入与导出 . 26
2.2.11 缺失值的处理 . 28
第3 章 数据可视化基础 29
3.1 matplotlib . 33
3.1.1 图形对象与元素 . 33
3.1.2 常见图表类型 . 36
3.1.3 子图的绘制 . 38
3.1.4 坐标系的变换 . 41
3.1.5 图表的导出 . 44
3.2 Seaborn 44
3.2.1 常见图表类型 . 45
3.2.2 图表风格与颜色主题 . 46
3.2.3 图表的分面绘制 . 48
3.3 plotnine 50
3.3.1 geom_???()与stat_???() 51
3.3.2 美学参数映射 . 54
3.3.3 度量调整 . 58
3.3.4 坐标系及其度量 . 64
3.3.5 图例 . 69
3.3.6 主题系统 . 71
3.3.7 分面系统 . 73
3.3.8 位置调整 . 74
3.4 可视化色彩的运用原理 . 76
3.4.1 RGB 颜色模式 76
3.4.2 HSL 颜色模式 . 77
3.4.3 LUV 颜色模式 79
3.4.4 颜色主题的搭配原理 . 80
3.4.5 颜色主题方案的拾取使用 . 84
3.4.6 颜色主题的应用案例 . 87
3.5 图表的基本类型 . 91
3.5.1 类别比较 . 91
3.5.2 数据关系 . 92
3.5.3 数据分布 . 93
3.5.4 时间序列 . 94
3.5.5 局部整体 . 94
3.5.6 地理空间 . 95
第4 章 类别比较型图表 96
4.1 柱形图系列 . 97
4.1.1 单数据系列柱形图 . 98
4.1.2 多数据系列柱形图 . 100
4.1.3 堆积柱形图 . 101
4.1.4 百分比堆积柱形图 . 102
4.2 条形图系列 . 104
4.3 不等宽柱形图 . 105
4.4 克利夫兰点图 . 106
4.5 坡度图 . 108
4.6 南丁格尔玫瑰图 110
4.7 径向柱图 114
4.8 雷达图 117
4.9 词云图 119
第5 章 数据关系型图表 122
5.1 散点图系列 . 123
5.1.1 趋势显示的二维散点图 . 123
5.1.2 分布显示的二维散点图 . 131
5.1.3 气泡图 . 136
5.1.4 三维散点图 . 139
5.2 曲面拟合 . 142
5.3 等高线图 . 145
5.4 散点曲线图系列 . 147
5.5 瀑布图 . 149
5.6 相关系数图 . 156
第6 章 数据分布型图表 159
6.1 统计直方图和核密度估计图 . 161
6.1.1 统计直方图 . 161
6.1.2 核密度估计图 . 161
6.2 数据分布图表系列 . 165
6.2.1 散点数据分布图系列 . 166
6.2.2 柱形分布图系列 . 168
6.2.3 箱形图系列 . 169
6.2.4 小提琴图 . 175
6.3 二维统计直方图和核密度估计图 . 179
6.3.1 二维统计直方图 . 179
6.3.2 二维核密度估计图 . 180
第7 章 时间序列型图表 184
7.1 折线图与面积图系列 . 185
7.1.1 折线图 . 185
7.1.2 面积图 . 185
7.2 日历图 . 192
7.3 量化波形图 . 195
第8 章 局部整体型图表 199
8.1 饼状图系列 . 200
8.1.1 饼图 . 200
8.1.2 圆环图 . 202
8.2 马赛克图 . 203
8.3 华夫饼图 . 206
8.4 块状/点状柱形图系列 208
第9 章 高维数据型图表 213
9.1 高维数据的变换展示 . 215
9.1.1 主成分分析法 . 215
9.1.2 t-SNE 算法 217
9.2 分面图 . 218
9.3 矩阵散点图 . 221
9.4 热力图 . 224
9.5 平行坐标系图 . 227
9.6 RadViz 图 229
第10 章 地理空间型图表 231
10.1 不同级别的地图 . 232
10.1.1 世界地图 . 232
10.1.2 国家地图 . 238
10.2 分级统计地图 . 241
10.3 点描法地图 . 244
10.4 带柱形的地图 . 248
10.5 等位地图 . 250
10.6 点状地图 . 252
10.7 简化示意图 . 256
10.8 邮标法 . 260
第11 章 数据可视化案例 263
11.1 商业图表绘制示例 . 264
11.1.1 商业图表绘制基础 264
11.1.2 商业图表绘制案例① 269
11.1.3 商业图表绘制案例② 270
11.2 学术图表绘制示例 . 273
11.2.1 学术图表绘制基础 274
11.2.2 学术图表绘制案例 276
11.3 数据分析与可视化案例 . 278
11.3.1 示意地铁线路图的绘制 278
11.3.2 实际地铁线路图的绘制 280
11.3.3 地铁线路图的应用 281
11.4 动态数据可视化演示 . 286
11.4.1 动态条形图的制作 286
11.4.2 动态面积图的制作 291
11.4.3 三维柱形地图动画的制作 296
参考文献 . 301
^ 收 起
第1 章 Python 编程基础 1
1.1 Python 基础知识 . 2
1.1.1 Python 3.7 的安装 . 2
1.1.2 包的安装与使用 . 3
1.1.3 Python 基础操作 . 4
1.2 6 种常用数据结构 5
1.2.1 列表 . 5
1.2.2 字典 . 6
1.2.3 元组 . 6
1.3 控制语句与函数编写 . 6
1.3.1 控制语句 . 6
1.3.2 函数编写 . 8
第2 章 数据处理基础 . 10
2.1 NumPy：数值运算 11
2.1.1 数组的创建 11
2.1.2 数组的索引与变换 . 12
2.1.3 数组的组合 . 13
2.1.4 数组的统计函数 . 14
2.2 Pandas：表格处理 15
2.2.1 Series 数据结构 . 15
2.2.2 数据结构：DataFrame 16
2.2.3 数据类型：Categorical . 18
2.2.4 表格的变换 . 19
2.2.5 变量的变换 . 20
2.2.6 表格的排序 . 20
2.2.7 表格的拼接 . 21
2.2.8 表格的融合 . 22
2.2.9 表格的分组操作 . 23
2.2.10 数据的导入与导出 . 26
2.2.11 缺失值的处理 . 28
第3 章 数据可视化基础 29
3.1 matplotlib . 33
3.1.1 图形对象与元素 . 33
3.1.2 常见图表类型 . 36
3.1.3 子图的绘制 . 38
3.1.4 坐标系的变换 . 41
3.1.5 图表的导出 . 44
3.2 Seaborn 44
3.2.1 常见图表类型 . 45
3.2.2 图表风格与颜色主题 . 46
3.2.3 图表的分面绘制 . 48
3.3 plotnine 50
3.3.1 geom_???()与stat_???() 51
3.3.2 美学参数映射 . 54
3.3.3 度量调整 . 58
3.3.4 坐标系及其度量 . 64
3.3.5 图例 . 69
3.3.6 主题系统 . 71
3.3.7 分面系统 . 73
3.3.8 位置调整 . 74
3.4 可视化色彩的运用原理 . 76
3.4.1 RGB 颜色模式 76
3.4.2 HSL 颜色模式 . 77
3.4.3 LUV 颜色模式 79
3.4.4 颜色主题的搭配原理 . 80
3.4.5 颜色主题方案的拾取使用 . 84
3.4.6 颜色主题的应用案例 . 87
3.5 图表的基本类型 . 91
3.5.1 类别比较 . 91
3.5.2 数据关系 . 92
3.5.3 数据分布 . 93
3.5.4 时间序列 . 94
3.5.5 局部整体 . 94
3.5.6 地理空间 . 95
第4 章 类别比较型图表 96
4.1 柱形图系列 . 97
4.1.1 单数据系列柱形图 . 98
4.1.2 多数据系列柱形图 . 100
4.1.3 堆积柱形图 . 101
4.1.4 百分比堆积柱形图 . 102
4.2 条形图系列 . 104
4.3 不等宽柱形图 . 105
4.4 克利夫兰点图 . 106
4.5 坡度图 . 108
4.6 南丁格尔玫瑰图 110
4.7 径向柱图 114
4.8 雷达图 117
4.9 词云图 119
第5 章 数据关系型图表 122
5.1 散点图系列 . 123
5.1.1 趋势显示的二维散点图 . 123
5.1.2 分布显示的二维散点图 . 131
5.1.3 气泡图 . 136
5.1.4 三维散点图 . 139
5.2 曲面拟合 . 142
5.3 等高线图 . 145
5.4 散点曲线图系列 . 147
5.5 瀑布图 . 149
5.6 相关系数图 . 156
第6 章 数据分布型图表 159
6.1 统计直方图和核密度估计图 . 161
6.1.1 统计直方图 . 161
6.1.2 核密度估计图 . 161
6.2 数据分布图表系列 . 165
6.2.1 散点数据分布图系列 . 166
6.2.2 柱形分布图系列 . 168
6.2.3 箱形图系列 . 169
6.2.4 小提琴图 . 175
6.3 二维统计直方图和核密度估计图 . 179
6.3.1 二维统计直方图 . 179
6.3.2 二维核密度估计图 . 180
第7 章 时间序列型图表 184
7.1 折线图与面积图系列 . 185
7.1.1 折线图 . 185
7.1.2 面积图 . 185
7.2 日历图 . 192
7.3 量化波形图 . 195
第8 章 局部整体型图表 199
8.1 饼状图系列 . 200
8.1.1 饼图 . 200
8.1.2 圆环图 . 202
8.2 马赛克图 . 203
8.3 华夫饼图 . 206
8.4 块状/点状柱形图系列 208
第9 章 高维数据型图表 213
9.1 高维数据的变换展示 . 215
9.1.1 主成分分析法 . 215
9.1.2 t-SNE 算法 217
9.2 分面图 . 218
9.3 矩阵散点图 . 221
9.4 热力图 . 224
9.5 平行坐标系图 . 227
9.6 RadViz 图 229
第10 章 地理空间型图表 231
10.1 不同级别的地图 . 232
10.1.1 世界地图 . 232
10.1.2 国家地图 . 238
10.2 分级统计地图 . 241
10.3 点描法地图 . 244
10.4 带柱形的地图 . 248
10.5 等位地图 . 250
10.6 点状地图 . 252
10.7 简化示意图 . 256
10.8 邮标法 . 260
第11 章 数据可视化案例 263
11.1 商业图表绘制示例 . 264
11.1.1 商业图表绘制基础 264
11.1.2 商业图表绘制案例① 269
11.1.3 商业图表绘制案例② 270
11.2 学术图表绘制示例 . 273
11.2.1 学术图表绘制基础 274
11.2.2 学术图表绘制案例 276
11.3 数据分析与可视化案例 . 278
11.3.1 示意地铁线路图的绘制 278
11.3.2 实际地铁线路图的绘制 280
11.3.3 地铁线路图的应用 281
11.4 动态数据可视化演示 . 286
11.4.1 动态条形图的制作 286
11.4.2 动态面积图的制作 291
11.4.3 三维柱形地图动画的制作 296
参考文献 . 301
^ 收 起
张杰【狮猿狗】数据分析-工业设计狮，程序猿，科研狗；微信公众号【EasyShu】联合主创；著有15篇SCI(E)和SSCI学术论文；出版专著《Excel 数据之美：科学图表与商业图表的绘制》《R语言数据可视化之美：专业图表绘制指南》《Python数据可视化之美：专业图表绘制指南》；多届中国R会议数据可视化演讲嘉宾；学术研究方向为颜色科学、机器视觉、数据分析与可视化等。
本书主要介绍如何使用Python 中的matplotlib、Seaborn、plotnine、Basemap 等包绘制专业图表。本书首先介绍Python 语言编程的基础知识，以及NumPy 和Pandas 的数据操作方法；再对比介绍matplotlib、Seaborn 和plotnine 的图形语法。本书系统性地介绍了使用matplotlib、Seaborn 和plotnine 绘制类别对比型、数据关系型、时间序列型、整体局部型、地理空间型等常见的二维和三维图表的方法。另外，本书也介绍了商业图表与学术图表的规范与差异，以及如何使用matplotlib 绘制HTML 交互页面动画。
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