python绘图之瀑布图

瀑布图（Waterfall Chart）是一种特殊的柱状图，用于展示一个数值从初始状态经过一系列正负变化后，最终达到的结果。它通过可视化每个变化的大小和方向，帮助用户清晰地理解数值的增减过程及其累计效果。本节我们学习使用python绘制瀑布图

# 导入必要的库
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def waterfall_chart(values, labels):
    """
    绘制瀑布图的函数。
    参数：
    - values: 一个列表，包含每个条目的数值（可以是正数或负数）。
    - labels: 一个列表，包含每个条目的标签。
    """
    
    # 计算累计和，用于确定每个柱状图的底部位置
    cumsum = np.cumsum(values)
    
    # 创建一个图形和轴
    fig, ax = plt.subplots()
    
    # 遍历每个值和标签，绘制柱状图
    for i, (value, label) in enumerate(zip(values, labels)):
        # 确定柱状图的起始高度
        # 第一个值的起始高度为0，后续值的起始高度为前一个值的累计和
        if i == 0:
            start_height = 0
        else:
            start_height = cumsum[i - 1]
        
        # 根据值的正负设置颜色：正数为绿色，负数为红色
        color = 'green' if value >= 0 else 'red'
        
        # 绘制柱状图
        # 使用 ax.bar() 绘制柱状图，通过 bottom 参数设置柱状图的底部位置
        ax.bar(label, value, bottom=start_height, color=color)
        
        # 在柱状图上添加文本标签，显示当前值
        # 如果值为正数，显示为 "+value"；如果为负数，直接显示值
        if value > 0:
            ax.text(i, start_height + value / 2, f'+{value}', ha='center', va='center', color='white')
        else:
            ax.text(i, start_height + value / 2, f'{value}', ha='center', va='center', color='white')
    
    # 添加连线，显示累计值的变化趋势
    # 使用 ax.plot() 绘制累计和的连线，通过 marker 参数添加标记点
    ax.plot(labels, cumsum, color='blue', marker='o', linestyle='--', linewidth=2)
    
    # 添加网格线，增强可读性
    ax.grid(axis='y', linestyle='--', alpha=0.7)
    
    # 设置标题和坐标轴标签
    ax.set_title('Waterfall Chart')  # 设置标题
    ax.set_xlabel('Categories')     # 设置X轴标签
    ax.set_ylabel('Cumulative Value')  # 设置Y轴标签
    
    # 显示图形
    plt.show()

# 示例数据
values = [100, -50, 30, -10, 20]  # 每个条目的数值
labels = ['Start', 'Expense 1', 'Income', 'Expense 2', 'Adjustment']  # 每个条目的标签

# 调用函数绘制瀑布图
waterfall_chart(values, labels)