Seaborn - basic

seaborn을 이용해봅시다.

• 일반적으로 python에서 그림을 그릴 때, matplotlib를 많이 이용합니다만, seaborn도 괜찮다고 합니다. 특히, 똑같은 그림을 그린다고 해도, 단순히 이 앞에 import seaborn as sns만 덧붙여줘도 그림이 훨씬 예쁜게 나온다는 장점이 있습니다. 제가 그 차이를 밑에서 함께 소개해드릴게요.
• seaborn의 목적? 이라면, **matplotlib으로도 그릴 수 있는 그림을 더 간단하게(하나의 function만으로) 그릴 수 있도록 한다. **라고 말할 수 있겠네요.
• 뿐만 아니라, plotting마다 조금씩 편한 부분들이 있어요. matplotlib가 일반적으로 그림을 잘 그리기 위한 툴에 가깝다면, seaborn의 경우는 data exploration에 좀 더 특화되어 있다, 라고 말할 수 있을 것 같아요.

그러나.

• 예전에 제가 써 볼때는 유용한 부분이 많다고 생각했는데, 지금 다시 써보니까, 잘 모르겠습니다. 한 두가지 정도 빼고는 그다지 유용한 것 같지 않아요.
  • 이미 matplotlib에서 비슷한 부분이 많기도 하고, 새로운 것에 익숙해지는 비용이 아깝기도 하고
  • matplotlib와 호환성 문제(figure, axes)등에서 “matplotlib에서는 되었는데 왜 안되지?” 라고 생각되는 것들이 꽤 있습니다. 그래서 저는 한 두가지 function만 외우고, 쓰지 않으려구요.
• 오히려 다음에 matplotlib에서 그림 그리는 방법들을 다시 좀 정리해두겠습니다.

few image

sns.distplot

• data exploration 시에 가장 해당 data의 분포를 보기 위해서 histogram을 그려볼 일이 많다. 간단하게 plt.hist로 해도 되기는 하는데, 이 경우 bin의 개수를 어떻게 조절하느냐에 따라서, skewness 등을 파악하는 것이 어렵다.
• 간단하게 kernel density function을 그림으로써 이 부분을 해결할 수 있는데, sns.distplot에서는 kernel density function을 한번에 그려준다는 이점이 있음.

import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns

lst = np.random.normal(0, 10, 200)

plt.figure(figsize=(12, 3))
plt.hist(lst, bins=30)
plt.title("hist in matplolib", fontsize='xx-large')
plt.savefig('../../assets/images/markdown_img/180604_not_applied_seaborn.svg')
plt.show()

plt.figure(figsize=(12, 3))
sns.distplot(lst, bins=30, rug=True)
plt.title("hist in seaborn", fontsize='xx-large')
plt.savefig('../../assets/images/markdown_img/180604_applied_seaborn.svg')
plt.show()

sns.jointplot

• 또한, 서로 다른 두 칼럽의 관련성을 파악하려면 plt.scatter도 괜찮지만, 개별 column의 kernel density function과 pearson_r 값도 함께 그려주는 sns.jointplot의 경우가 더 빠르고 편할 수 있음.

sample_size = 1000

X = np.random.normal(0, 1, sample_size)
Y = X + np.random.normal(0, 1, sample_size)

sns.jointplot(X, Y, marker='o', kind='reg')
plt.savefig("../../assets/images/markdown_img/180605_sns_jointplot_reg.svg")
plt.show()

sns.jointplot(X, Y, kind='hex')
plt.savefig("../../assets/images/markdown_img/180605_sns_jointplot_hex.svg")
plt.show()

sns.jointplot(X, Y, kind='kde')
plt.savefig("../../assets/images/markdown_img/180605_sns_jointplot_kde.svg")
plt.show()

sns.pairplot

• 서로 다른 다양한 칼럼간의 관계를 파악하고 싶을 때는 sns.pairplot를 이용한다.

iris = sns.load_dataset("iris")
print(iris.head())
sns.pairplot(iris, 
             hue='species', 
             palette="husl", 
             kind='reg',
             markers='+',
             diag_kws={'bins':20}, 
             plot_kws={}
            )
plt.savefig("../../assets/images/markdown_img/180604_pairplot_with_hue.svg")
plt.show()

   sepal_length  sepal_width  petal_length  petal_width species
0           5.1          3.5           1.4          0.2  setosa
1           4.9          3.0           1.4          0.2  setosa
2           4.7          3.2           1.3          0.2  setosa
3           4.6          3.1           1.5          0.2  setosa
4           5.0          3.6           1.4          0.2  setosa

sns.heatmap

• pd.DataFrame에서, column간의 correlation을 뽑아낸 다음, 이를 수치가 아니라, 색깔의 차이를 통해서 보고싶다면, sns.heatmap을 사용하는 것이 적합합니다.

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

heatmap_df = pd.DataFrame(np.random.normal(0, 1, 100).reshape(10, 10), 
                          columns=['col_{}'.format(i) for i in range(0, 10)],
                          index=['col_{}'.format(i) for i in range(0, 10)]
                         )

"""
- True인 경우, 표시되지 않고, False인 경우만 표시됨
- mask는 df의 형태로 넘길 수 있음. 
"""
mask = heatmap_df.applymap(lambda x: True if abs(x)<1.0 else False)
print(mask)

plt.figure(figsize=(12, 10))
sns.heatmap(heatmap_df, annot=True, 
            fmt=".1f", 
            #cmap=plt.cm.Blues, 
            mask=mask,
            cbar=True,
            linewidths=3)

plt.tick_params(labelsize=13)
plt.gca().xaxis.tick_top() 
plt.xticks(rotation=45)
plt.yticks(rotation=0)

plt.savefig('../../assets/images/markdown_img/180605_heatmap_sns.svg')
plt.show()

       col_0  col_1  col_2  col_3  col_4  col_5  col_6  col_7  col_8  col_9
col_0   True  False   True  False   True   True  False   True  False   True
col_1   True   True   True   True   True  False   True   True   True   True
col_2   True  False  False   True  False  False   True  False   True   True
col_3   True   True   True   True   True  False   True   True   True   True
col_4   True   True   True   True  False   True   True   True  False   True
col_5   True   True  False  False   True   True  False  False   True   True
col_6   True   True  False  False  False   True   True   True   True   True
col_7   True   True   True   True   True   True   True   True  False   True
col_8   True  False  False   True  False  False   True   True   True   True
col_9   True   True   True   True   True   True   True   True   True  False

wrap-up

• 처음에는 괜찮은게 좀 많을줄 알았는데, 그냥 matplotlib를 기본으로 쓰고 필요할때, 몇 가지만 추가해서 써도 될것 같다.

reference

• https://seaborn.pydata.org/generated/seaborn.pairplot.html