问题描述：

我正在尝试使用 Pandas DataFrame 对象在 pyplot 中制作一个简单的散点图，但想要一种绘制两个变量的有效方法，但符号由第三列 (key) 决定。我尝试了使用 df.groupby 的各种方法，但没有成功。下面是一个示例 df 脚本。这会根据“key1”为标记着色，但我想看到带有“key1”类别的图例。我接近了吗？谢谢。

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
df = pd.DataFrame(np.random.normal(10,1,30).reshape(10,3), index = pd.date_range('2010-01-01', freq = 'M', periods = 10), columns = ('one', 'two', 'three'))
df['key1'] = (4,4,4,6,6,6,8,8,8,8)
fig1 = plt.figure(1)
ax1 = fig1.add_subplot(111)
ax1.scatter(df['one'], df['two'], marker = 'o', c = df['key1'], alpha = 0.8)
plt.show()

解决方案 1：

您可以将其scatter用于此，但这需要您的具有数值key1，并且您将没有图例，正如您所注意到的。

最好只用于plot像这样的离散类别。例如：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import pandas as pd
np.random.seed(1974)

# Generate Data
num = 20
x, y = np.random.random((2, num))
labels = np.random.choice(['a', 'b', 'c'], num)
df = pd.DataFrame(dict(x=x, y=y, label=labels))

groups = df.groupby('label')

# Plot
fig, ax = plt.subplots()
ax.margins(0.05) # Optional, just adds 5% padding to the autoscaling
for name, group in groups:
    ax.plot(group.x, group.y, marker='o', linestyle='', ms=12, label=name)
ax.legend()

plt.show()

如果您希望看起来像默认pandas样式，则只需使用 pandas 样式表更新rcParams并使用其颜色生成器即可。（我也稍微调整了图例）：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import pandas as pd
np.random.seed(1974)

# Generate Data
num = 20
x, y = np.random.random((2, num))
labels = np.random.choice(['a', 'b', 'c'], num)
df = pd.DataFrame(dict(x=x, y=y, label=labels))

groups = df.groupby('label')

# Plot
plt.rcParams.update(pd.tools.plotting.mpl_stylesheet)
colors = pd.tools.plotting._get_standard_colors(len(groups), color_type='random')

fig, ax = plt.subplots()
ax.set_color_cycle(colors)
ax.margins(0.05)
for name, group in groups:
    ax.plot(group.x, group.y, marker='o', linestyle='', ms=12, label=name)
ax.legend(numpoints=1, loc='upper left')

plt.show()

解决方案 2：

使用Seaborn ( pip install seaborn) 作为一行代码即可轻松完成

sns.scatterplot(x_vars="one", y_vars="two", data=df, hue="key1")
：

import seaborn as sns
import pandas as pd
import numpy as np
np.random.seed(1974)

df = pd.DataFrame(
    np.random.normal(10, 1, 30).reshape(10, 3),
    index=pd.date_range('2010-01-01', freq='M', periods=10),
    columns=('one', 'two', 'three'))
df['key1'] = (4, 4, 4, 6, 6, 6, 8, 8, 8, 8)

sns.scatterplot(x="one", y="two", data=df, hue="key1")

以下是供参考的数据框：

由于您的数据中有三个变量列，因此您可能希望使用以下命令绘制所有成对维度：

sns.pairplot(vars=["one","two","three"], data=df, hue="key1")

https://rasbt.github.io/mlxtend/user_guide/plotting/category_scatter/是另一种选择。

解决方案 3：

有了plt.scatter，我只能想到一个：使用代理艺术家：

df = pd.DataFrame(np.random.normal(10,1,30).reshape(10,3), index = pd.date_range('2010-01-01', freq = 'M', periods = 10), columns = ('one', 'two', 'three'))
df['key1'] = (4,4,4,6,6,6,8,8,8,8)
fig1 = plt.figure(1)
ax1 = fig1.add_subplot(111)
x=ax1.scatter(df['one'], df['two'], marker = 'o', c = df['key1'], alpha = 0.8)

ccm=x.get_cmap()
circles=[Line2D(range(1), range(1), color='w', marker='o', markersize=10, markerfacecolor=item) for item in ccm((array([4,6,8])-4.0)/4)]
leg = plt.legend(circles, ['4','6','8'], loc = "center left", bbox_to_anchor = (1, 0.5), numpoints = 1)

结果是：

解决方案 4：

您可以使用 df.plot.scatter，并将一个数组传递给 c= 参数来定义每个点的颜色：

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
df = pd.DataFrame(np.random.normal(10,1,30).reshape(10,3), index = pd.date_range('2010-01-01', freq = 'M', periods = 10), columns = ('one', 'two', 'three'))
df['key1'] = (4,4,4,6,6,6,8,8,8,8)
colors = np.where(df["key1"]==4,'r','-')
colors[df["key1"]==6] = 'g'
colors[df["key1"]==8] = 'b'
print(colors)
df.plot.scatter(x="one",y="two",c=colors)
plt.show()

解决方案 5：

从 matplotlib 3.1 开始，您可以使用。自动图例创建.legend_elements()中显示了一个示例。优点是可以使用单个散点调用。

在这种情况下：

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

df = pd.DataFrame(np.random.normal(10,1,30).reshape(10,3), 
                  index = pd.date_range('2010-01-01', freq = 'M', periods = 10), 
                  columns = ('one', 'two', 'three'))
df['key1'] = (4,4,4,6,6,6,8,8,8,8)


fig, ax = plt.subplots()
sc = ax.scatter(df['one'], df['two'], marker = 'o', c = df['key1'], alpha = 0.8)
ax.legend(*sc.legend_elements())
plt.show()

如果键不是直接以数字形式给出，则它看起来像

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

df = pd.DataFrame(np.random.normal(10,1,30).reshape(10,3), 
                  index = pd.date_range('2010-01-01', freq = 'M', periods = 10), 
                  columns = ('one', 'two', 'three'))
df['key1'] = list("AAABBBCCCC")

labels, index = np.unique(df["key1"], return_inverse=True)

fig, ax = plt.subplots()
sc = ax.scatter(df['one'], df['two'], marker = 'o', c = index, alpha = 0.8)
ax.legend(sc.legend_elements()[0], labels)
plt.show()

解决方案 6：

您还可以尝试专注于声明性可视化的Altair或ggpot 。

import numpy as np
import pandas as pd
np.random.seed(1974)

# Generate Data
num = 20
x, y = np.random.random((2, num))
labels = np.random.choice(['a', 'b', 'c'], num)
df = pd.DataFrame(dict(x=x, y=y, label=labels))

Altair 代码

from altair import Chart
c = Chart(df)
c.mark_circle().encode(x='x', y='y', color='label')

ggplot 代码

from ggplot import *
ggplot(aes(x='x', y='y', color='label'), data=df) +\ngeom_point(size=50) +\ntheme_bw()

解决方案 7：

这相当 hacky，但你可以用它one1一次性Float64Index完成所有事情：

df.set_index('one').sort_index().groupby('key1')['two'].plot(style='--o', legend=True)

请注意，从 0.20.3 开始，需要对索引进行排序，并且图例有点不稳定。

解决方案 8：

seaborn 有一个包装函数scatterplot，可以更有效地完成此操作。

sns.scatterplot(data = df, x = 'one', y = 'two', data =  'key1'])