如何在Python中使用Altair制作带有抖动数据点的箱线图？

Altair是一个基于Python的数据可视化工具，可以帮助我们快速创建热力图、散点图、折线图等各种图形。箱线图是一种常用的数据可视化方式，通过展示数据的中位数、最大值、最小值、四分位数等信息，可以帮助我们更好地理解数据的分布情况。

在箱线图中，有时候我们希望将数据点进行抖动，以避免数据点之间的重合。本文将介绍如何在Python中使用Altair制作带有抖动数据点的箱线图。

准备数据

我们先准备一个示例数据集，该数据集包含了两个变量A和B，每个变量有20个取值：

import numpy as np
import pandas as pd

np.random.seed(123)
data = pd.DataFrame({
    "A": np.random.normal(loc=0, scale=1, size=20),
    "B": np.random.normal(loc=0, scale=1, size=20)
})

制作简单的箱线图

我们首先来制作一个简单的箱线图，使用Altair的boxplot函数即可：

import altair as alt

chart = alt.Chart(data).mark_boxplot().encode(
    x="A",
    y='B'
)
chart

该代码将生成一个简单的箱线图。

添加抖动数据点

现在我们来为箱线图添加抖动数据点。Altair并没有提供一个直接的方式来实现这个功能，但我们可以先将数据点随机偏移一些距离，然后再将它们画在图上。

为了偏移数据点，我们可以使用np.random.normal函数。该函数可以生成一个正态分布的随机数值，代码如下：

data["jitter"] = np.random.normal(loc=0, scale=0.1, size=(len(data),))

我们为每个数据点添加一个名为jitter的新变量，该变量的值在每个数据点上都是随机生成的。我们可以将这个jitter变量添加到x轴上，使得每个数据点都可以偏移一定的距离。代码如下：

chart = alt.Chart(data).mark_boxplot().encode(
    x=alt.X("A", axis=alt.Axis(tickMinStep=0.5)),
    y='B',
)

chart = chart.mark_circle(size=40, opacity=0.7, color="black").encode(
    x=alt.X("A", axis=alt.Axis(tickMinStep=0.5)),
    y=alt.Y('B', scale=alt.Scale(zero=False)),
    tooltip=['B'],
    x2=alt.X2('A', scale=alt.Scale(domain=(-0.5, 0.5)), title='', axis=None),
    y2=alt.Y2('B+jitter', title='', scale=alt.Scale(zero=False)),
)
chart

该代码将生成一个带有抖动数据点的箱线图。我们通过mark_circle函数将每个数据点画成了一个圆圈，并使用jitter变量将它们随机偏移了一些距离。

完整代码

下面是完整的程序代码：

import numpy as np
import pandas as pd
import altair as alt

np.random.seed(123)
data = pd.DataFrame({
    "A": np.random.normal(loc=0, scale=1, size=20),
    "B": np.random.normal(loc=0, scale=1, size=20)
})

data["jitter"] = np.random.normal(loc=0, scale=0.1, size=(len(data),))

chart = alt.Chart(data).mark_boxplot().encode(
    x=alt.X("A", axis=alt.Axis(tickMinStep=0.5)),
    y='B',
)

chart = chart.mark_circle(size=40, opacity=0.7, color="black").encode(
    x=alt.X("A", axis=alt.Axis(tickMinStep=0.5)),
    y=alt.Y('B', scale=alt.Scale(zero=False)),
    tooltip=['B'],
    x2=alt.X2('A', scale=alt.Scale(domain=(-0.5, 0.5)), title='', axis=None),
    y2=alt.Y2('B+jitter', title='', scale=alt.Scale(zero=False)),
)

chart

总结

本文介绍了如何在Python中使用Altair制作带有抖动数据点的箱线图。具体来说，我们通过随机偏移数据点，并使用mark_circle函数将它们画成圆圈的方式，实现了这个功能。