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概述

boxplot()函数的作用是绘制箱线图（箱线图、盒须图、箱图）。

箱线图是由一个箱体和一对箱须所组成的统计图形。箱体是由第一四分位数、中位数（第二四分位数）和第三四分位数所组成的。在箱须的末端之外的数值可以理解成离群值，因此，箱须是对一组数据范围的大致直观描述。

函数的签名为matplotlib.pyplot.boxplot(x, notch=None, sym=None, vert=None, whis=None, positions=None, widths=None, patch_artist=None, bootstrap=None, usermedians=None, conf_intervals=None, meanline=None, showmeans=None, showcaps=None, showbox=None, showfliers=None, boxprops=None, labels=None, flierprops=None, medianprops=None, meanprops=None, capprops=None, whiskerprops=None, manage_ticks=True, autorange=False, zorder=None, *, data=None)。

函数的参数为：

  • x：输入数据。类型为数组或向量序列。必备参数。

  • notch：控制箱体中央是否有V型凹槽。当取值为True时，箱体中央有V型凹槽，凹槽表示中位数的置信区间；取值为False时，箱体为矩形。类型为布尔值，默认值为False。可选参数。

  • sym：离群点的默认标记符号，详解flierprops参数。类型为字符串，默认值为'None'。可选参数。取值为''隐藏离群点，取值为'None'时，取值为'b+'。

  • vert：箱体的方向，当取值为True时，绘制垂直箱体，当取值为False时，绘制水平箱体。类型为布尔值，默认值为True。可选参数。

  • whis：箱须的位置。类型为浮点数或浮点数二元组，默认值为1.5。 可选参数。

    • 浮点数，则下箱须位于高于Q1-whis*（Q3-Q1）的最低数据处，上箱须位于低于Q3+whis*（Q3-Q1）下方的最高数据处，其中Q1和Q3分别为下四分位数和上四分位数。默认值whis=1.5对应于箱线图的原始定义。
    • 浮点数元组，则表示要在绘制箱须的百分位数（例如，(5，95)）。将其设置为(0,100)箱须覆盖整个数据范围。
      当Q1==Q3时，如果autorange为True，whis将自动设置为(0,100)。

    箱须范围之外的数据将被视为异常值，绘制为点。

  • bootstrap：是否使用bootstrap方法计算中位数置信区间。类型为整数。可选参数。当参数取值为None时，中位数置信区间由某种高斯渐进逼近算法确定。否则，采用bootstrap方法求中位数95%置信区间，bootstrap 参数定义了抽样次数。建议取值范围为1000-10000。

  • usermedians：是否指定中位数。类型为一维类数组结构。可选参数。对于一维数组，数组元素个数为1，对于多维数组，长度等于len(x)。如果元素不为None，则将该值强制设置为对应数据集的中位数；如果元素为None，则由matplotlib生成中位数。

  • conf_intervals：是否指定置信区间。类型为类数组结构，形状为 (len(x), 2)。可选参数。如果元素不为None，则将该值强制设置为箱体V型凹槽位置（只有当notch参数为True时绘制）；如果元素为None，箱体V型凹槽的位置由其他参数计算，例如bootstrap。

  • positions：指定箱体的位置。刻度和极值会自动匹配箱体位置。类型为类数组结构。可选参数。默认值为range(1, N+1) ，N为箱线图的个数。

  • widths：箱体的宽度。类型为浮点数或类数组结构。默认值为0.5或0.15*极值间的距离。

  • patch_artist：控制箱体的生成对象。类型为布尔值，默认值为False。可选参数。当取值为False时，箱体由Line2D生成，否则，箱体由Patch对象生成。

  • labels：每个数据集的标签，默认值为'None'。类型为序列。可选参数。

  • manage_ticks：控制刻度和标签位置，取值为True时，刻度和标签位置自动匹配箱线图的位置。类型为布尔值，默认值为True。可选参数。

  • autorange：类型为布尔值，默认值为False。可选参数。当取值为True且数据分布满足上四分位数（75%）和下四分位数（25%）相等，whis设置为(0, 100) ，即箱须端点为数据的最大值和最小值。

  • meanline：均值显示为线还是点。类型为布尔值，默认值为False。可选参数。当取值为True，且showmeans、shownotches参数均为True，时显示为线，线条属性受meanprops参数控制；否则显示为点。

  • zorder：箱线图的叠放次序。类型为浮点数，默认值为Line2D.zorder = 2。可选参数。

  • showcaps：是否显示箱须两端的横杠。类型为布尔值，默认值为True。可选参数。

  • showbox：是否显示箱体。类型为布尔值，默认值为True。可选参数。

  • showfliers：是否显示离群值。类型为布尔值，默认值为True。可选参数。

  • showmeans：是否显示算术平均值。类型为布尔值，默认值为False。可选参数。

  • capprops：箱须横杠的样式。类型为字典，默认值为None。可选参数。

  • boxprops：箱体的样式。类型为字典，默认值为None。可选参数。

  • whiskerprops：箱须的样式。类型为字典，默认值为None。可选参数。

  • flierprops：离群点的样式。类型为字典，默认值为None。可选参数。

  • medianprops：中位数的样式。类型为字典，默认值为None。可选参数。

  • meanprops：算术平均值的样式。类型为字典，默认值为None。可选参数。

函数返回值为字典对象。该字典将箱线图的每个组件都映射为一个Line2D实例列表。字典的键如下：

  • boxes：箱体。
  • medians：表示中位数的线。
  • whiskers： 箱须线。
  • caps：箱须端点的横杠。
  • fliers： 离群点。
  • means：表示均值的点或线。

案例：演示showcaps参数控制箱须横杠显示

在这里插入图片描述

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'simhei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

data = np.random.normal(size=1000)

plt.subplot(121)
plt.title("默认样式")
plt.boxplot(data)
plt.subplot(122)
plt.title("隐藏箱须横杠")
plt.boxplot(data, showcaps=False)

plt.show()

案例：演示showbox参数控制箱体显示

在这里插入图片描述

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'simhei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

data = np.random.normal(size=1000)

plt.subplot(121)
plt.title("默认样式")
plt.boxplot(data)
plt.subplot(122)
plt.title("隐藏箱体")
plt.boxplot(data, showbox=False)

plt.show()

案例：演示showfliers参数控制离群值显示

在这里插入图片描述

案例：演示showfliers参数控制离群值显示

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'simhei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

data = np.random.normal(size=1000)

plt.subplot(121)
plt.title("默认样式")
plt.boxplot(data)
plt.subplot(122)
plt.title("隐藏离群值")
plt.boxplot(data, showfliers=False)

plt.show()

案例：演示showmeans参数控制均值显示

在这里插入图片描述

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'simhei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

data = np.random.normal(size=1000)

plt.subplot(121)
plt.title("默认样式")
plt.boxplot(data)
plt.subplot(122)
plt.title("显示均值")
plt.boxplot(data, showmeans=True)

plt.show()

案例：演示capprops参数控制箱须横杠样式

在这里插入图片描述

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'simhei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

data = np.random.normal(size=1000)

plt.subplot(121)
plt.title("默认样式")
plt.boxplot(data)
plt.subplot(122)
plt.title("设置箱须横杠样式")
plt.boxplot(data, capprops={'color': 'red', 'linewidth': 2, 'linestyle': '--'})

plt.show()

案例：演示boxprops参数控制箱体样式

在这里插入图片描述

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'simhei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

data = np.random.normal(size=1000)

plt.subplot(121)
plt.title("默认样式")
plt.boxplot(data)
plt.subplot(122)
plt.title("设置箱体样式")
plt.boxplot(data, boxprops={'color': 'b', 'linewidth': 2, 'linestyle': '--'})

plt.show()

案例：演示whiskerprops参数控制箱须样式

在这里插入图片描述

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'simhei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

data = np.random.normal(size=1000)

plt.subplot(121)
plt.title("默认样式")
plt.boxplot(data)
plt.subplot(122)
plt.title("设置箱须样式")
plt.boxplot(data, whiskerprops={'color': 'g', 'linewidth': 2, 'linestyle': '--'})

plt.show()

案例：演示flierprops参数控制离群点样式

在这里插入图片描述

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'simhei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

data = np.random.normal(size=1000)

plt.subplot(121)
plt.title("默认样式")
plt.boxplot(data)
plt.subplot(122)
plt.title("设置离群点样式")
plt.boxplot(data, flierprops=dict(marker='o', markerfacecolor='green', markersize=12,
                                  linestyle='none'))

plt.show()

案例：演示medianprops参数控制中位数线样式

在这里插入图片描述

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'simhei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

data = np.random.normal(size=1000)

plt.subplot(121)
plt.title("默认样式")
plt.boxplot(data)
plt.subplot(122)
plt.title("设置中位数线样式")
plt.boxplot(data, medianprops=dict(color='red', linewidth=3))

plt.show()

案例：演示meanprops参数控制均值样式

在这里插入图片描述

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'simhei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

data = np.random.normal(size=1000)

plt.subplot(221)
plt.title("默认样式")
plt.boxplot(data)
plt.subplot(222)
plt.title("默认均值样式")
plt.boxplot(data, showmeans=True)
plt.subplot(223)
plt.title("设置均值点样式")
plt.boxplot(data, showmeans=True, meanprops=dict(
    marker='o', markerfacecolor='r'))
plt.subplot(224)
plt.title("设置均值线样式")
plt.boxplot(data, showmeans=True, meanline=True,
            meanprops=dict(color='g', linestyle='--'))
plt.show()

案例：演示patch_artist参数和boxprops参数控制箱体填充样式

在这里插入图片描述

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams['font.family'] = 'simhei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

data = np.random.normal(size=1000)

plt.subplot(131)
plt.title("默认样式")
plt.boxplot(data)
plt.subplot(132)
plt.title("默认箱体填充样式")
plt.boxplot(data, patch_artist=True)
plt.subplot(133)
plt.title("设置箱体填充颜色")
plt.boxplot(data, patch_artist=True, boxprops=dict(
    facecolor='r'))

plt.show()

案例：演示返回值的不同情况

在这里插入图片描述
输出为：

# 默认样式返回值
{'boxes': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F0CA31D0>],
 'caps': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F0CA3A90>,
          <matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F0CA3D68>],
 'fliers': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2CBA358>],
 'means': [],
 'medians': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2CBA048>],
 'whiskers': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F0CA3518>,
              <matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F0CA37B8>]}
# 显示均值时的返回值              
{'boxes': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2CFD550>],
 'caps': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2CFDDD8>,
          <matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2D0E0F0>],
 'fliers': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2D0E978>],
 'means': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2D0E6A0>],
 'medians': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2D0E3C8>],
 'whiskers': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2CFD828>,
              <matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2CFDB00>]}
# 箱体由Patch生成时的返回值              
{'boxes': [<matplotlib.patches.PathPatch object at 0x000001A0F2D517F0>],
 'caps': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2D51F98>,
          <matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2D63320>],
 'fliers': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2D638D0>],
 'means': [],
 'medians': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2D635F8>],
 'whiskers': [<matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2D51A58>,
              <matplotlib.lines.Line2D object at 0x000001A0F2D51D30>]}

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from pprint import pprint

plt.rcParams['font.family'] = 'simhei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

data = np.random.normal(size=1000)

plt.subplot(131)
plt.title("默认样式")
bdict1=plt.boxplot(data)
pprint(bdict1)
plt.subplot(132)
plt.title("显示均值")
bdict2=plt.boxplot(data,showmeans=True)
pprint(bdict2)
plt.subplot(133)
plt.title("箱体由Patch对象生成")
bdict3=plt.boxplot(data,patch_artist=True)
pprint(bdict3)
plt.show()
# matplotlib
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