求助：DataFrame多级分组后批量绘制子图的实现方法

需求描述 #

• 按'Main'列分组生成df_M1（Main=A）和df_M2（Main=B），为每个分组创建独立的子图组
• 每个Main分组的DataFrame按'Sub'列再分组，生成4个Sub分组（如A1/A2/A3/A4、B1/B2/B3/B4）
• 每个Sub分组对应一个子图，以'Date'为X轴，在子图中绘制col1和col2的折线图；每个Main分组对应2×2布局的子图组（共4个子图）

现有代码问题 #

原代码未正确定义子图轴对象（ax未关联到具体子图），且绘图逻辑混乱，无法将每个Sub分组的图表对应到指定子图位置。

示例DataFrame代码 #

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

data = {'Date': [2000,2001,2000,2001,2000,2001,2000,2001,2000,2001,2000,2001,2000,2001,2000,2001],
        'Main': ['A','A','A','A','A','A','A','A','B','B','B','B','B','B','B','B'],
       'Sub' : ['A1','A1','A2','A2','A3','A3','A4','A4','B1','B1','B2','B2','B3','B3','B4','B4'],
       'col1' : [1,2,4,5,1,2,6,4,8,5,7,2,4,5,1,2],
       'col2' : [5,6,1,4,5,4,5,1,5,4,5,6,4,5,8,4]}

df = pd.DataFrame(data)

修正后的代码 #

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

# 创建示例DataFrame
data = {'Date': [2000,2001,2000,2001,2000,2001,2000,2001,2000,2001,2000,2001,2000,2001,2000,2001],
        'Main': ['A','A','A','A','A','A','A','A','B','B','B','B','B','B','B','B'],
       'Sub' : ['A1','A1','A2','A2','A3','A3','A4','A4','B1','B1','B2','B2','B3','B3','B4','B4'],
       'col1' : [1,2,4,5,1,2,6,4,8,5,7,2,4,5,1,2],
       'col2' : [5,6,1,4,5,4,5,1,5,4,5,6,4,5,8,4]}

df = pd.DataFrame(data)

# 按Main分组处理每个子图组
for main_name, main_group in df.groupby('Main'):
    # 创建2×2子图布局，将二维axes转为一维数组方便索引
    fig, axes = plt.subplots(nrows=2, ncols=2, figsize=(12,6), sharex=True, linewidth=1, edgecolor='black')
    axes = axes.flatten()
    
    # 遍历每个Sub分组，分配对应子图轴
    for idx, (sub_name, sub_group) in enumerate(main_group.groupby('Sub')):
        current_ax = axes[idx]
        # 以Date为X轴，绘制col1和col2的折线图
        current_ax.plot(sub_group['Date'], sub_group['col1'], label='col1', marker='o')
        current_ax.plot(sub_group['Date'], sub_group['col2'], label='col2', marker='s')
        # 配置子图细节
        current_ax.set_title(f'Sub: {sub_name}')
        current_ax.legend()
    
    # 配置整个图组的标题和布局
    fig.suptitle(f'Main Group: {main_name}', fontsize=14)
    fig.text(0.5, 0.04, 'Date', ha='center', fontsize=12)
    fig.tight_layout(rect=[0, 0.03, 1, 0.95])  # 避免标题与子图重叠
    plt.show()

关键修正说明 #

• 将axes二维数组扁平化（axes.flatten()），通过索引0-3直接对应4个Sub分组的子图
• 使用enumerate获取Sub分组的顺序索引，确保每个Sub数据匹配到正确的子图位置
• 明确指定X轴为sub_group['Date']，符合需求要求
• 添加标题、图例和布局优化，提升图表可读性

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jabbar