Matplotlib柱状图绘制出现不存在数值的问题排查

异常产生原因 #

• 最常见诱因：x轴连续刻度自动补全+柱子宽度设置不当。直接把Counter统计得到的整数/浮点数键传入plt.bar()时，matplotlib默认会将x轴识别为连续数值轴，自动生成连续的整数刻度，不会只显示你传入的离散值。比如你传入的x值是5、6、8、9，matplotlib会自动补上7这个刻度位；如果此时柱子宽度设置≥1，相邻的6和8对应的柱子会向中间挤占7的刻度位置，视觉上就像7这个不存在的值也有对应柱状条，实际7对应的计数是0。
• 数据类型隐式误差：widthList中可能存在浮点数和整数混用的情况，比如存在6.999999999999、7.000000000001这类计算误差产生的近似值，Counter会将其识别为独立元素统计，肉眼核对整数7的时候很容易漏掉这类浮点值。
• 统计逻辑错误：调用Counter时如果没有直接传入原始widthList，而是误传入了做过错误类型转换、切片错误的对象，也会导致统计结果混入额外值。

问题复现 #

你可以运行下面的最小复现代码，复现“无7但x轴显示7刻度、相邻柱子挤占位置看起来7有计数”的现象：

from collections import Counter
import matplotlib.pyplot as plt

# 构造完全不含7的测试数据集
widthList = [5,5,6,6,6,8,8,9,9,9,9]
count_dict = Counter(widthList)
# 错误写法：直接传入数值键，不做离散分类处理
plt.bar(count_dict.keys(), count_dict.values(), width=1)
plt.show()

运行后可以看到x轴自动生成了5/6/7/8/9的连续刻度，7的位置没有对应数据，但宽度为1的柱子刚好覆盖了7的刻度区间，视觉上和有计数的柱子没有区别。

修复方案 #

• 先做前置校验，确认统计结果本身没有问题
  先打印Counter的全量统计结果，排查是否存在被忽略的近似浮点值、错误混入的额外值：

  count_dict = Counter(widthList)
  print("全量统计结果：", count_dict)
  print("所有被统计的数值：", list(count_dict.keys()))
  

• 方案一：将x轴数值转为字符串，强制按离散分类绘图
  把数值类的键转为字符串后传入，matplotlib会将其识别为分类轴，不会自动补全不存在的中间刻度：

  x_labels = [str(k) for k in count_dict.keys()]
  freq = list(count_dict.values())
  plt.bar(x_labels, freq, width=0.8)
  plt.xlabel("width数值")
  plt.ylabel("出现频率")
  plt.show()
  

• 方案二：手动指定x轴刻度，关闭自动补全
  保留数值类型x轴的前提下，手动指定只显示实际存在的数值作为刻度，同时将柱子宽度设置为小于1，避免相邻柱子挤占空白刻度位置：

  x_vals = list(count_dict.keys())
  freq = list(count_dict.values())
  plt.bar(x_vals, freq, width=0.8)
  # 手动指定刻度只显示实际存在的数值
  plt.xticks(ticks=x_vals, labels=x_vals)
  plt.show()
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者arizona_3