如何基于嵌套字典绘制带数值标签的分组柱状图

现有如下嵌套字典，其中每个子字典的键（水果类别）并不完全一致：

data_to_try = {
    1: {'apples': 3, 'bananas':5, 'kiwis':9},
    2: {'apples':9, 'oranges':3, 'kiwis':1},
    3: {'apples': 6, 'watermelon':9}
}

需要实现以下需求的柱状图：

• 每个水果类别对应固定颜色
• 每个柱体上方添加数值标签
• 适配子字典键不完全一致的场景

原Stack Overflow方案仅适用于子键完全一致的情况，无法满足需求，以下是适配方案：

完整实现代码 #

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 目标数据
data_to_try = {
    1: {'apples': 3, 'bananas':5, 'kiwis':9},
    2: {'apples':9, 'oranges':3, 'kiwis':1},
    3: {'apples': 6, 'watermelon':9}
}

# 收集所有唯一水果类别，并绑定固定颜色
fruit_categories = sorted({fruit for sub_dict in data_to_try.values() for fruit in sub_dict.keys()})
color_map = {
    'apples': '#ff6b6b',
    'bananas': '#feca57',
    'kiwis': '#48dbfb',
    'oranges': '#ff9ff3',
    'watermelon': '#1dd1a1'
}

# 获取x轴分组标签
group_labels = list(data_to_try.keys())
num_groups = len(group_labels)
base_width = 0.25  # 单根柱子宽度，可按需调整

fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 5))

# 遍历每个分组绘制柱子
for group_idx, group_key in enumerate(group_labels):
    group_data = data_to_try[group_key]
    num_fruits = len(group_data)
    # 计算同组内柱子的位置偏移，保证分组内柱子居中对齐
    offsets = np.linspace(-(num_fruits-1)*base_width/2, (num_fruits-1)*base_width/2, num_fruits)
    
    # 绘制当前分组的每根柱子并添加数值标签
    for fruit_idx, (fruit, count) in enumerate(group_data.items()):
        x_pos = group_idx + offsets[fruit_idx]
        bar = ax.bar(x_pos, count, width=base_width, color=color_map[fruit], label=fruit if group_idx == 0 else "")
        # 在柱子顶部添加数值标签
        ax.text(x_pos, count + 0.2, str(count), ha='center', fontsize=10)

# 设置x轴刻度
ax.set_xticks(np.arange(num_groups))
ax.set_xticklabels(group_labels)

# 去重图例（避免同一水果重复显示）
handles, labels = plt.gca().get_legend_handles_labels()
by_label = dict(zip(labels, handles))
ax.legend(by_label.values(), by_label.keys())

# 设置轴标签与标题
ax.set_xlabel('分组')
ax.set_ylabel('数量')
ax.set_title('各分组水果数量统计')

plt.tight_layout()
plt.show()

关键逻辑说明 #

1. 固定颜色映射：通过集合推导式收集所有唯一水果类别，提前为每个类别绑定固定颜色，确保同一水果在不同分组颜色统一。
2. 动态位置计算：针对每个分组的水果数量，自动计算柱子的位置偏移量，保证同组内柱子居中对齐，避免重叠。
3. 图例去重：利用字典去重特性，确保每个水果在图例中仅显示一次。
4. 数值标签：通过ax.text在柱子顶部添加对应数值，偏移量可根据数据范围调整。

预期效果 #

x轴为分组1、2、3，每个分组下显示该组存在的水果柱子，所有apples柱子为统一红色，bananas为黄色，以此类推；每个柱子上方标注对应数量值，图例清晰展示水果与颜色的对应关系。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ali