用Python学分析：集中与分散

 1 # 准备数据
 2 import numpy as np
 3 import matplotlib.pyplot as plt
 4 
 5 n = 1000
 6 x = np.random.randn(n)
 7 y = [int((item)*100) for item in np.random.randn( n )] #100以内的正整数随机数
 8 
 9 # 均值μ
10 mu = np.mean(y)
11 # 标准差δ  sigma = np.sqrt(np.sum(np.square( y - mu ))/n)
12 sigma = np.std(y)
13 # 峰度(公式准确度待确认)
14 kurtosis = np.sum(np.power((y - mu),4))/(n) # 四阶中心距
15 kurtosis = kurtosis / np.power(sigma,4)-3 # 峰度 = 四阶中心距 / 方差平方（标准差四次方） - 3
16 # 偏度
17 skewness = np.sum(np.power((y - mu),3))/(n) # 三阶中心距
18 skewness = skewness / np.power(sigma,3) # 偏度 = 三阶中心距 / 标准差的三次方
19 
20 print(mu, sigma,skewness, kurtosis)

 1 # 图表显示
 2 fig = plt.figure( figsize = ( 8, 6 )) # 设置图表大小
 3 #设置图表的大小：[左, 下, 宽, 高] 规定的矩形区域 （全部是0~1之间的数，表示比例）
 4 rect_1 = [0.15, 0.30, 0.7,  0.55]
 5 rect_2 = [0.85, 0.30, 0.15, 0.55]
 6 rect_3 = [0.15, 0.05, 0.7,  0.2]
 7 fig_1 = plt.axes(rect_1) # 第一个图表
 8 fig_2 = plt.axes(rect_2) # 第二个图表
 9 fig_3 = plt.axes(rect_3) # 第三个图表
10 #设置图表公共变量
11 title_size = 13
12 inner_color = ‘cyan‘
13 outer_color = ‘teal‘
14 # 第一个图表：散点图
15 fig_1.scatter( x, y, s = 20, color = inner_color, edgecolor = outer_color, alpha = 0.6)
16 fig_1.set_title(‘散点图 Scatter‘, fontsize = title_size)
17 fig_1.set_ylim( min(y),max(y)+50 )
18 fig_1.grid(True)
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20 # 第二个图表：箱体图
21 fig_2.boxplot(y, 
22               widths = 0.55,
23               patch_artist = True, # 要求用自定义颜色填充盒形图，默认白色填充
24               boxprops = {‘color‘:outer_color,‘facecolor‘:inner_color, }, # 设置箱体属性，填充色和边框色
25               flierprops = {‘marker‘:‘o‘,‘markerfacecolor‘:inner_color,‘color‘:outer_color,}, # 设置异常值属性，点的形状、填充色和边框色
26               meanprops = {‘marker‘:‘h‘,‘markerfacecolor‘:outer_color}, # 设置均值点的属性，点的形状、填充色 
27               medianprops = {‘linestyle‘:‘-‘,‘color‘:‘red‘} # 设置中位数线的属性，线的类型和颜色
28              )
29 fig_2.set_ylim( fig_1.get_ylim()) #设置箱体图与散点图同一纵坐标轴
30 fig_2.get_yaxis().set_visible(False) #关闭坐标轴
31 fig_2.get_xaxis().set_visible(False) #关闭坐标轴 
32 # 去除边框显示
33 remove_col = [‘top‘,‘bottom‘,‘left‘,‘right‘]
34 for item in remove_col:
35     fig_2.spines[item].set_visible(False)
36     fig_2.spines[item].set_position((‘data‘,0)) 
37 fig.text(0.86, 0.84,‘箱体图 Boxplot‘, fontsize = title_size )
38 
39 # 第三个图表：直方图
40 n, bins, patches = fig_3.hist( y, color = inner_color, alpha = 0.8, edgecolor = outer_color )
41 fig_3.set_ylim([0,max(n)+50])
42 fig_3.spines[‘top‘].set_visible(False) # 去除边框显示
43 fig_3.spines[‘top‘].set_position((‘data‘,0)) # 去除边框刻度显示
44 fig_3.spines[‘right‘].set_color(‘none‘) # 去除边框显示
45 fig_3.spines[‘right‘].set_position((‘data‘,0)) # 去除边框刻度显示
46 fig.text(0.17, 0.23,‘直方图 Hist‘, fontsize = title_size )
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48 # 文本信息
49 fig.text(0.9, .20, ‘均值 $\mu = {0:.2f}$‘.format(mu))
50 fig.text(0.9, .15, ‘标准差 $\sigma = {0:.2f}$‘.format(sigma))
51 fig.text(0.9, .10, ‘偏度 $\gamma 1 = {0:.2f}$‘.format(skewness))
52 fig.text(0.9, .05, ‘峰度 $\gamma 2 = {0:.2f}$‘.format(kurtosis))
53 plt.show()