Matplotlib - Sankey 類

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matplotlib 中的Sankey 類用於建立桑基圖，在深入研究 Sankey 類之前，瞭解桑基圖的基礎知識至關重要。

桑基圖是一種強大的視覺化工具，用於表示資源、能量或資訊在不同實體或過程之間的流動。它使用不同寬度的箭頭來表示流動的數量，寬度與表示的數量成比例。請參見下面的圖片，瞭解簡單桑基圖的參考。

桑基圖的關鍵組成部分

• 節點 - 發生流動之間的實體或過程。

• 流 - 連線節點的箭頭，表示流動的數量。

• 標籤 - 與節點或流相關的描述。

Matplotlib 中的 Sankey 類

在 Matplotlib 中，Sankey() 類提供了一種方便的方法來建立這些圖表。以下是該類的語法：

語法

class matplotlib.sankey.Sankey(ax=None, scale=1.0, unit='', format='%G', gap=0.25, radius=0.1, shoulder=0.03, offset=0.15, head_angle=100, margin=0.4, tolerance=1e-06, **kwargs)

以下是使用 matplotlib Sankey 類建立桑基圖的步驟：

• 建立 Sankey 物件 - 這可以透過使用 Sankey() 類來完成，該類初始化 Sankey 類的例項，該例項將用於構建圖表。

• 新增流和標籤 - Sankey.add() 方法用於指定流和標籤。

• 完成和顯示 - Sankey.finish() 方法完成圖表，plt.show() 顯示圖表。

繪製基本的桑基圖

現在，讓我們使用預設設定構建一個簡單的桑基圖。下面的示例建立一個具有一個輸入和一個輸出流的圖表。流使用flows引數指定，標籤使用labels引數提供。

示例 1

這是一個建立具有一個輸入和一個輸出流的桑基圖的示例。

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.sankey import Sankey
sankey = Sankey()
sankey.add(flows=[1, -1],
   labels=['input', 'output'])
plt.title("Sankey Diagram")
sankey.finish()
plt.show()

輸出

執行上述程式後，將生成以下桑基圖：

示例 2

另一個示例演示瞭如何透過隱式呼叫 Sankey.add() 方法並將 finish() 附加到對該類的呼叫來建立簡單的圖表。

import matplotlib.pyplot as plt

from matplotlib.sankey import Sankey
Sankey(flows=[0.25, 0.15, 0.60, -0.20, -0.15, -0.05, -0.50, -0.10],
   labels=['', '', '', 'First', 'Second', 'Third', 'Fourth', 'Fifth'],
   orientations=[-1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, -1]).finish()
plt.title("The default settings produce a diagram like this.")
plt.show()

輸出

執行上述程式後，將生成以下桑基圖：

自定義桑基圖

Matplotlib Sankey 類提供更多自定義選項，包括將多個桑基圖連線在一起，在圖表中間放置標籤，隱式地將關鍵字引數傳遞給 PathPatch()，更改箭頭頭的角度，更改建立圖表後補丁和標籤的外觀等等。

示例

這是一個使用 matplotlib sankey() 類建立複雜的自定義桑基圖的示例。

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.sankey import Sankey

# Create a subplot
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(1, 1, 1, xticks=[], yticks=[], title="Customized Sankey Diagram with Two Systems")

# Create a Sankey diagram
sankey = Sankey(ax=ax, scale=0.01, offset=0.2, format='%.0f', unit='%')

# Add flows and labels for the first system
sankey.add(flows=[25, 0, 60, -10, -20, -5, -15, -10, -40], label='one',
   labels=['', '', '', 'First', 'Second', 'Third', 'Fourth','Fifth', 'Hurray!'],
   orientations=[-1, 1, 0, 1, 1, 1, -1, -1, 0],
   pathlengths=[0.25, 0.25, 0.25, 0.25, 0.25, 0.6, 0.25, 0.25, 0.25],
   patchlabel="Widget\nA")

# Add flows and labels for the second system, connected to the first
sankey.add(flows=[-25, 15, 10], label='two',
   orientations=[-1, -1, -1], prior=0, connect=(0, 0))

# Finish the Sankey diagram and apply customizations
diagrams = sankey.finish()
diagrams[-1].patch.set_hatch('/')
diagrams[0].texts[-1].set_color('r')
diagrams[0].text.set_fontweight('bold')

# Display the diagram
plt.legend()
plt.show()

輸出

執行上述程式後，將生成以下桑基圖：