如何使用Python基于三类分类变量绘制单张静态统计图表

适配需求的可视化方案选择 #

你需要同时展示3个分类变量+1个数值变量，最适配的是分组堆叠柱状图，三个维度的展示逻辑如下：

• X轴按城市划分大组，每个城市组内相邻放置对应两个年份的柱子
• 单根柱子内部按水果类型堆叠，不同水果用不同颜色区分
• Y轴直接映射产量数值
  该方案不需要将年份转成度量值，通过X轴位置偏移的方式就能把年份维度加入堆叠柱状图体系，完美适配你的需求。

完整可运行Matplotlib实现代码 #

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

# 构造数据集
data= {
    'city':['amsterdam','amsterdam','amsterdam','amsterdam','amsterdam','amsterdam','paris','paris','paris','paris','paris','paris','berlin','berlin','berlin','berlin','berlin','berlin'],
    'fruits':['apples','oranges','bananas','apples','oranges','bananas','apples','oranges','bananas','apples','oranges','bananas','apples','oranges','bananas','apples','oranges','bananas'],
    'year':[2000,2000,2000,2001,2001,2001,2000,2000,2000,2001,2001,2001,2000,2000,2000,2001,2001,2001],
    'amount':[384,289,347,242,390,274,175,334,245,116,252,366,255,400,300,240,600,180] 
}
df = pd.DataFrame(data)

# 数据预处理：按城市、年份、水果聚合，整理成便于绘图的结构
df_agg = df.groupby(['city', 'year', 'fruits'])['amount'].sum().unstack()

# 绘图参数配置
city_list = df['city'].unique()
year_list = df['year'].unique()
fruit_list = df['fruits'].unique()
fruit_colors = ['#FF8888', '#FFCC88', '#88DD88'] # 三种水果对应的自定义颜色
bar_width = 0.35 # 单根年份柱子的宽度
x_base = range(len(city_list)) # 城市组的X轴基准位置

plt.figure(figsize=(12, 6))

# 遍历年份绘制堆叠柱
for year_idx, year in enumerate(year_list):
    # 计算当前年份柱子的实际X轴位置
    current_x = [pos + year_idx * bar_width for pos in x_base]
    # 堆叠底高度初始化
    stack_bottom = [0] * len(city_list)
    for fruit_idx, fruit in enumerate(fruit_list):
        # 提取当前城市、当前年份、当前水果的产量数据
        plot_values = df_agg.xs(year, level='year')[fruit].reindex(city_list).values
        # 绘制柱子，仅第一次添加图例避免重复
        plt.bar(current_x, plot_values, width=bar_width, bottom=stack_bottom, 
                color=fruit_colors[fruit_idx], label=fruit if year_idx == 0 else "")
        # 更新堆叠底高度
        stack_bottom = [stack_bottom[i] + plot_values[i] for i in range(len(plot_values))]

# 图表样式调整
plt.xlabel('城市', fontsize=12)
plt.ylabel('产量', fontsize=12)
plt.title('2000-2001年各城市三类水果产量统计', fontsize=14)
# 调整X轴刻度到城市组的中间位置
plt.xticks([pos + bar_width/2 for pos in x_base], city_list, fontsize=11)
plt.legend(title='水果类型', bbox_to_anchor=(1.01, 1), loc='upper left')
plt.grid(axis='y', linestyle='--', alpha=0.6)
plt.tight_layout()

plt.show()

可选替代方案 #

如果你更关注单类水果的跨年份对比，不需要看年度总产量，可以换成簇状柱状图：每个城市组内按年份+水果拆分6根柱子，相同水果统一颜色，同一年份的柱子放在一起即可，只需要在上述代码中去掉堆叠逻辑，调整X轴偏移量即可实现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者serkan