Python数据可视化第 8 讲：matplotlib饼图绘制函数pie

1. pie 函数介绍

pie 函数用户绘制饼图。绘制饼图的数据由参数 x 提供，每个饼图楔块的分数区域为 x/sum(x) 。如果 sum(x)<1，那么 x 的值直接给出分数区域，数组将不被归一化，生成的饼图将有一个大小为 1-sum(x) 的空楔形。默认情况下，pie 函数从 x 轴开始逆时针绘制饼图楔块。pie 函数的调用格式如下：

pie(x, explode, labels, colors，**kwargs)
pie(x)

参数说明：

• x：标量序列，必须参数，其中元素决定饼图中楔块的大小。
• explode：数组，可选参数，无默认值，如果不是 None，则为长度为 len(x) 数组，该数组指定用于偏移每个楔块的半径分数。
• labels：列表，可选参数，无默认值，为每个楔块提供标签的字符串序列。
• colors：数组，可选参数，无默认值，为饼图循环所用的颜色参数序列。如果没有，将使用当前活动周期中的颜色。
• autopct：字符串或函数，可选参数，无默认值，如果不是 None，则是用于用数值标记楔块的字符串或函数。标签将放在楔块内部；如果是格式字符串，则标签为 fmt%pct；如果是函数，则调用它。
• pctdistance：浮点型，可选参数，默认值：0.6，每个饼图楔块的中心与参数 autoct 生成的文本的开始之间的比率。如果 autoct 为 None，则忽略。
• shadow：布尔型，可选参数，默认值：False，在馅饼下面画一个阴影。
• radius：浮点型，可选参数，无默认值，饼图的半径，如果“半径”为None，则将设置为1。
• labeldistance，startangle，counterclock，wedgeprops，textprops，center，frame，rotatelabels，patches，texts，autotexts等参数略。

2. pie 函数绘图示例

2.1 绘制一个基本的饼图

绘制一个饼图并加上一些额外的设置。除了基本的饼图之外，还显示了一些可选功能：

1. 切片标签，即每个饼图楔块加上标签；
2. 自动标记百分比，每个楔块所占百分比；
3. 用“弹出”偏移指定楔块；
4. 阴影设置；
5. 自定义起始角度；

完整代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt

# step1：准备画图的数据
labels = 'Frogs', 'Hogs', 'Dogs', 'Logs'
sizes = [15, 30, 45, 10]
explode = (0, 0.1, 0, 0)  # 控制第二个饼图楔块弹出，即Hogs弹出

# step2：手动创建一个figure对象，相当于一个空白的画布
figure = plt.figure()
# step3：在画布上添加1个子块，标定绘图位置
axes1 = plt.subplot(1, 1, 1)
# step4：绘制饼图
axes1.pie(sizes, explode=explode, labels=labels, autopct='%1.1f%%',
          shadow=True, startangle=90)
axes1.set_title('Basic pie chart')

# step5：展示
plt.show()

上面代码的运行结果：

2.2 绘制饼图并用图例和注释标记各个饼块

• 首先，定义导入依赖包并为创建一个带有子块的饼图准备数据和标签列表。
• 然后，为 autoct 参数提供一个函数 func，它将通过显示绝对值来扩展自动百分比标记；我们根据相对数据和所有值的和来计算百分比。
• 最后，创建饼图并存储返回的对象以备使用。返回元组的第一个返回元素是楔块列表。那些是 matplotlib.patches.Wedge 文件修补程序，可直接用作图例的句柄。我们可以使用legend 的 bbox_to_ anchor 锚定参数将 legend 定位到饼图之外。这里我们使用轴坐标（1，0，0.5，1）和位置“中心左”；即图例的左中心点将位于边界框的左中心点，在轴坐标中从（1，0）跨越到（1.5，1）。

完整代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# step1：准备画图的数据
recipe = ["375 g flour",
          "75 g sugar",
          "250 g butter",
          "300 g berries"]

data = [float(x.split()[0]) for x in recipe]
ingredients = [x.split()[-1] for x in recipe]

# 自定义一个函数，用于计算每个饼块所占的百分比，并拼接文本
def func(pct, allvals):
    # 计算百分比
    absolute = int(pct / 100. * np.sum(allvals))
    # 按格式拼接饼块展示文本
    return "{:.1f}%\n({:d} g)".format(pct, absolute)

# step2：手动创建一个figure对象，相当于一个空白的画布
figure = plt.figure()
# step3：在画布上添加1个子块，标定绘图位置
axes1 = plt.subplot(1, 1, 1)
# step4：绘制饼图，通过参数autopct指定的字符串标记楔块
wedges, texts, autotexts = axes1.pie(data, autopct=lambda pct: func(pct, data),
                                     textprops=dict(color="w"))
# step5：绘制图例
axes1.legend(wedges, ingredients,
             title="Ingredients",
             loc="center left",
             bbox_to_anchor=(1, 0, 0.5, 1))

# step6：设置饼图文本格式和标题
plt.setp(autotexts, size=8, weight="bold")
axes1.set_title("Matplotlib bakery: A pie")

# step7：展示
plt.show()

上面代码的运行结果：