"如何在子图中绘制多个 Seaborn 联合图"

Question

我在将 Seaborn Jointplot放置在多列subplot中时遇到问题。

import pandas as pd
import seaborn as sns

df = pd.DataFrame({'C1': {'a': 1,'b': 15,'c': 9,'d': 7,'e': 2,'f': 2,'g': 6,'h': 5,'k': 5,'l': 8},
          'C2': {'a': 6,'b': 18,'c': 13,'d': 8,'e': 6,'f': 6,'g': 8,'h': 9,'k': 13,'l': 15}})

fig = plt.figure();   
ax1 = fig.add_subplot(121);  
ax2 = fig.add_subplot(122);

sns.jointplot("C1", "C2", data=df, kind='reg', ax=ax1)
sns.jointplot("C1", "C2", data=df, kind='kde', ax=ax2)

请注意，只有一部分jointplot图被放置在子图中，其余部分则留在另外两个图框内。 我想要的是将两个distributions也插入到subplots中。

有人能帮忙吗？

Answer 1

在 matplotlib 中移动轴不像以前的版本那么容易。 下面是使用当前版本的 matplotlib。

正如在几个地方（ 这个问题，也是这个问题）所指出的，一些 seaborn 命令会自动创建自己的图形。 这被硬编码到 seaborn 代码中，因此目前无法在现有图形中生成此类图。 这些是PairGrid 、 FacetGrid 、 JointGrid 、 pairplot 、 jointplot和lmplot 。

有一个seaborn fork 可用，它允许为相应的类提供子图网格，以便在预先存在的图形中创建图。 要使用它，您需要将axisgrid.py从fork 复制到seaborn 文件夹。 请注意，这目前仅限于与 matplotlib 2.1（也可能是 2.0）一起使用。

另一种方法是创建一个 seaborn 图形并将轴复制到另一个图形。 此答案中显示了这一原理，并且可以扩展到 Searborn 图。 实现比我最初预期的要复杂一些。 下面是一个SeabornFig2Grid类，可以用一个 seaborn 网格实例（上述任何命令的返回）、一个 matplotlib 图和一个subplot_spec ，它是gridspec网格的位置。

注意：这是一个概念证明，它可能适用于大多数简单的情况，但我不建议在生产代码中使用它。

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.gridspec as gridspec
import seaborn as sns
import numpy as np

class SeabornFig2Grid():

    def __init__(self, seaborngrid, fig,  subplot_spec):
        self.fig = fig
        self.sg = seaborngrid
        self.subplot = subplot_spec
        if isinstance(self.sg, sns.axisgrid.FacetGrid) or \
            isinstance(self.sg, sns.axisgrid.PairGrid):
            self._movegrid()
        elif isinstance(self.sg, sns.axisgrid.JointGrid):
            self._movejointgrid()
        self._finalize()

    def _movegrid(self):
        """ Move PairGrid or Facetgrid """
        self._resize()
        n = self.sg.axes.shape[0]
        m = self.sg.axes.shape[1]
        self.subgrid = gridspec.GridSpecFromSubplotSpec(n,m, subplot_spec=self.subplot)
        for i in range(n):
            for j in range(m):
                self._moveaxes(self.sg.axes[i,j], self.subgrid[i,j])

    def _movejointgrid(self):
        """ Move Jointgrid """
        h= self.sg.ax_joint.get_position().height
        h2= self.sg.ax_marg_x.get_position().height
        r = int(np.round(h/h2))
        self._resize()
        self.subgrid = gridspec.GridSpecFromSubplotSpec(r+1,r+1, subplot_spec=self.subplot)

        self._moveaxes(self.sg.ax_joint, self.subgrid[1:, :-1])
        self._moveaxes(self.sg.ax_marg_x, self.subgrid[0, :-1])
        self._moveaxes(self.sg.ax_marg_y, self.subgrid[1:, -1])

    def _moveaxes(self, ax, gs):
        #https://stackoverflow.com/a/46906599/4124317
        ax.remove()
        ax.figure=self.fig
        self.fig.axes.append(ax)
        self.fig.add_axes(ax)
        ax._subplotspec = gs
        ax.set_position(gs.get_position(self.fig))
        ax.set_subplotspec(gs)

    def _finalize(self):
        plt.close(self.sg.fig)
        self.fig.canvas.mpl_connect("resize_event", self._resize)
        self.fig.canvas.draw()

    def _resize(self, evt=None):
        self.sg.fig.set_size_inches(self.fig.get_size_inches())

此类的用法如下所示：

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.gridspec as gridspec
import seaborn as sns; sns.set()
import SeabornFig2Grid as sfg


iris = sns.load_dataset("iris")
tips = sns.load_dataset("tips")

# An lmplot
g0 = sns.lmplot(x="total_bill", y="tip", hue="smoker", data=tips, 
                palette=dict(Yes="g", No="m"))
# A PairGrid
g1 = sns.PairGrid(iris, hue="species")
g1.map(plt.scatter, s=5)
# A FacetGrid
g2 = sns.FacetGrid(tips, col="time",  hue="smoker")
g2.map(plt.scatter, "total_bill", "tip", edgecolor="w")
# A JointGrid
g3 = sns.jointplot("sepal_width", "petal_length", data=iris,
                   kind="kde", space=0, color="g")


fig = plt.figure(figsize=(13,8))
gs = gridspec.GridSpec(2, 2)

mg0 = sfg.SeabornFig2Grid(g0, fig, gs[0])
mg1 = sfg.SeabornFig2Grid(g1, fig, gs[1])
mg2 = sfg.SeabornFig2Grid(g2, fig, gs[3])
mg3 = sfg.SeabornFig2Grid(g3, fig, gs[2])

gs.tight_layout(fig)
#gs.update(top=0.7)

plt.show()

请注意，复制轴可能存在一些缺点，并且上述内容尚未（尚未）彻底测试。

Answer 2

如果不进行黑客攻击，就无法轻松完成。 jointplot调用JointGrid方法，该方法jointplot调用时JointGrid创建一个新的figure对象。

因此，hack 是制作两个联合图（ JG1 JG2 ），然后制作一个新图形，然后将轴对象从JG1 JG2迁移到创建的新图形。

最后，我们在刚刚创建的新图形中调整子图的大小和位置。

JG1 = sns.jointplot("C1", "C2", data=df, kind='reg')
JG2 = sns.jointplot("C1", "C2", data=df, kind='kde')

#subplots migration
f = plt.figure()
for J in [JG1, JG2]:
    for A in J.fig.axes:
        f._axstack.add(f._make_key(A), A)

#subplots size adjustment
f.axes[0].set_position([0.05, 0.05, 0.4,  0.4])
f.axes[1].set_position([0.05, 0.45, 0.4,  0.05])
f.axes[2].set_position([0.45, 0.05, 0.05, 0.4])
f.axes[3].set_position([0.55, 0.05, 0.4,  0.4])
f.axes[4].set_position([0.55, 0.45, 0.4,  0.05])
f.axes[5].set_position([0.95, 0.05, 0.05, 0.4])

这是一个 hack，因为我们现在使用_axstack和_add_key私有方法，它们可能会也可能不会与它们现在在matplotlib未来版本中保持相同。

Answer 3

如果您在@ImportanceOfBeingErnest 的优雅解决方案中遇到了麻烦，您仍然可以将seaborn 图作为图像保存到内存中，并使用它们来构建您的自定义图形。 如果您寻求更高的分辨率，请使用“.png”以外的其他格式。

这是上面使用这种讨厌（但有效）方法显示的示例：

import matplotlib.image as mpimg
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns

# data
iris = sns.load_dataset("iris")
tips = sns.load_dataset("tips")

############### 1. CREATE PLOTS
# An lmplot
g0 = sns.lmplot(x="total_bill", y="tip", hue="smoker", data=tips, 
                palette=dict(Yes="g", No="m"))
# A PairGrid
g1 = sns.PairGrid(iris, hue="species")
g1.map(plt.scatter, s=5)
# A FacetGrid
g2 = sns.FacetGrid(tips, col="time",  hue="smoker")
g2.map(plt.scatter, "total_bill", "tip", edgecolor="w")
# A JointGrid
g3 = sns.jointplot("sepal_width", "petal_length", data=iris,
                   kind="kde", space=0, color="g")

############### 2. SAVE PLOTS IN MEMORY TEMPORALLY
g0.savefig('g0.png')
plt.close(g0.fig)

g1.savefig('g1.png')
plt.close(g1.fig)

g2.savefig('g2.png')
plt.close(g2.fig)

g3.savefig('g3.png')
plt.close(g3.fig)

############### 3. CREATE YOUR SUBPLOTS FROM TEMPORAL IMAGES
f, axarr = plt.subplots(2, 2, figsize=(25, 16))

axarr[0,0].imshow(mpimg.imread('g0.png'))
axarr[0,1].imshow(mpimg.imread('g1.png'))
axarr[1,0].imshow(mpimg.imread('g3.png'))
axarr[1,1].imshow(mpimg.imread('g2.png'))

# turn off x and y axis
[ax.set_axis_off() for ax in axarr.ravel()]

plt.tight_layout()
plt.show()

四个子图一起显示在下图中

Answer 4

最近，我正在开发patchworklib ，它是 matplotlib 的子图管理器，受拼凑的启发。 它允许您仅使用/和|快速排列多个网格化 seaborn 图。 运营商。

这是示例代码， 您也可以在 Google colab 上运行：

import seaborn as sns
import patchworklib as pw 
sns.set_theme()
pw.overwrite_axisgrid() 

iris = sns.load_dataset("iris")
tips = sns.load_dataset("tips")

# An lmplot
g0 = sns.lmplot(x="total_bill", y="tip", hue="smoker", data=tips, 
                palette=dict(Yes="g", No="m"))
g0 = pw.load_seaborngrid(g0, label="g0")

# A Pairplot
g1 = sns.pairplot(iris, hue="species")
g1 = pw.load_seaborngrid(g1, label="g1")

# A relplot
g2 = sns.relplot(data=tips, x="total_bill", y="tip", col="time", hue="time", 
                 size="size", style="sex", palette=["b", "r"], sizes=(10, 100))
g2 = pw.load_seaborngrid(g2, label="g2")

# A JointGrid
g3 = sns.jointplot("sepal_width", "petal_length", data=iris,
                   kind="kde", space=0, color="g")

g3 = pw.load_seaborngrid(g3, label="g3")
(((g0|g1)["g0"]/g3)["g3"]|g2).savefig("seaborn_subplots.png")