在Python中，同时画堆叠和并排柱状图可以通过matplotlib库来实现。matplotlib 是一个强大的绘图库，它支持多种类型的图表和定制化选项。堆叠柱状图可以展示不同组别在某变量上的总量及各部分的比例关系，并排柱状图则用于比较不同组别在相同变量上的差异。要实现堆叠和并排柱状图，关键在于控制柱子的位置、宽度和堆叠策略。
具体步骤包括设置基础柱子的宽度和位置，以及后续每个堆叠层的起始高度。在并排柱状图中，重要的是调整宽度和间隔，使同一组别的不同子类别柱子并排显示，而非重叠。
让我们通过一个实例，详细介绍如何在Python中同时绘制堆叠和并排柱状图。
一、设置绘图环境
首先，你需要安装并导入matplotlib库：
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
二、模拟数据准备
假设我们有两组数据，分别表示两个不同的类别A和B，它们又分别有子类别1和2：
# 类别A的数据
A1 = [5, 15, 22]
A2 = [4, 12, 19]
类别B的数据
B1 = [14, 24, 18]
B2 = [8, 20, 15]
横轴标签
labels = ['标签1', '标签2', '标签3']
三、绘制并排柱状图
为了绘制并排柱状图，我们要计算每个柱子的位置，并保持同一组别的柱子紧挨着，不同组别的柱子之间有间隔。
# 柱子的宽度
bar_width = 0.35
横轴的位置数组
index = np.arange(len(labels))
绘制类别A的柱状图
plt.bar(index, A1, bar_width, label='A1')
plt.bar(index + bar_width, A2, bar_width, label='A2')
绘制类别B的柱状图（并排显示）
plt.bar(index + bar_width*2, B1, bar_width, label='B1')
plt.bar(index + bar_width*3, B2, bar_width, label='B2')
设置横轴标签
plt.xticks(index + bar_width, labels)
添加图例
plt.legend()
显示图形
plt.show()
四、绘制堆叠柱状图
堆叠柱状图要求注意每个柱子的起始高度，这通常是前一个柱子的高度。
# 绘制类别A的堆叠柱状图
plt.bar(index, A1, bar_width, label='A1')
plt.bar(index, A2, bar_width, bottom=A1, label='A2')
绘制类别B的堆叠柱状图
plt.bar(index + bar_width, B1, bar_width, label='B1')
plt.bar(index + bar_width, B2, bar_width, bottom=B1, label='B2')
设置横轴标签
plt.xticks(index + bar_width / 2, labels)
添加图例
plt.legend()
显示图形
plt.show()
注意：每个plt.bar()函数中的参数bottom用于指定柱子的起始高度。对于并排柱状图，我们通过调整index加上适当的宽度倍数来偏移柱子的位置。
五、组合应用
在实际场景中，你可能想将堆叠柱状图和并排柱状图结合在一个图形中显示。这通常需要更加仔细地设置每个柱子的位置和宽度。
# 绘制类别A的堆叠柱状图
plt.bar(index, A1, bar_width, label='A1')
plt.bar(index, A2, bar_width, bottom=A1, label='A2')
绘制类别B的并排柱状图
plt.bar(index + bar_width*2, B1, bar_width, label='B1')
plt.bar(index + bar_width*2, B2, bar_width, bottom=B1, label='B2')
设置横轴标签
plt.xticks(index + bar_width, labels)
添加图例
plt.legend()
显示图形
plt.show()
六、样式和标签
最后，不要忘记增加足够的元信息使图表更加可读。改进图表的样式、添加标题、轴标签、图例和数据标签可以大大提高图表的信息传递效率。
# 设置图表标题和轴标签
plt.title('堆叠与并排柱状图示例')
plt.xlabel('类别')
plt.ylabel('数值')
在柱状图上添加数值标签
for i in index:
plt.text(i, A1[i] + A2[i], '%d' % (A1[i] + A2[i]), ha='center')
plt.text(i + bar_width*2, B1[i] + B2[i], '%d' % (B1[i] + B2[i]), ha='center')
根据需要进行图形样式调整
plt.tight_layout()
plt.show()
通过使用Python的matplotlib库，你可以灵活地绘制不同类型的柱状图，无论是堆叠还是并排，甚至是两者的组合。掌握图表的创建、柱状图的设置和数据的视觉表示方法对于准确呈现数据至关重要。
相关问答FAQs：
1. 如何使用Python绘制堆叠柱状图和并排柱状图？
绘制堆叠柱状图和并排柱状图可以通过使用Python中的matplotlib库和pandas库来实现。首先，您需要将数据存储为pandas的DataFrame格式。然后，使用matplotlib库的pyplot模块来创建并配置图表。接下来，使用DataFrame的plot方法来绘制堆叠柱状图或并排柱状图。
2. 如何设置堆叠柱状图和并排柱状图的颜色和标签？
要设置堆叠柱状图和并排柱状图的颜色，您可以使用matplotlib库的pyplot模块的color参数。可以传递一个颜色字符串（例如："red"、"blue"、"green"等）或使用HTML颜色代码来指定颜色。另外，也可以通过设置标签来标识不同的柱状图。使用pyplot模块的legend方法可以创建一个图例来显示标签。
3. 如何自定义堆叠柱状图和并排柱状图的标题、轴标签和刻度？
要自定义堆叠柱状图和并排柱状图的标题、轴标签和刻度，可以使用matplotlib库的pyplot模块的title、xlabel、ylabel和xticks、yticks方法。通过传递相关参数，您可以设置图表的标题、X轴标签、Y轴标签以及刻度的显示方式。此外，还可以使用其他相关方法来调整图表的样式，如设置字体、颜色等。
