使用 Kandy 进行数据可视化

Kotlin 提供了一站式的高效且灵活的数据可视化解决方案，在深入研究复杂模型之前，为您提供了一种直观的方式来展示和探索数据。

本教程演示了如何在 IntelliJ IDEA 中结合使用 Kotlin Notebook 与 Kandy 及 Kotlin 数据帧库来创建不同的图表类型。

开始之前

Kotlin Notebook 依赖于 Kotlin Notebook 插件，该插件在 IntelliJ IDEA 中默认内置并启用。

如果 Kotlin Notebook 功能不可用，请确保已启用该插件。欲了解更多信息，请参阅设置环境。

要按照本教程操作：

创建一个新的 Kotlin Notebook。
在您的笔记本中，导入 Kandy 和 Kotlin 数据帧：
kotlin
```
%use kandy
%use dataframe
```

在运行任何其他代码单元之前，请先运行包含 %use dataframe 行的代码单元，以确保数据帧库及其 API 在笔记本中可用。

创建数据帧

首先，让我们创建一个包含要可视化数据的数据帧。此数据帧存储了柏林、马德里和加拉加斯三个城市的模拟月平均气温：

kotlin

// months 变量存储了一个包含一年 12 个月的列表
val months = listOf(
    "January", "February",
    "March", "April", "May",
    "June", "July", "August",
    "September", "October", "November",
    "December"
)
// tempBerlin、tempMadrid 和 tempCaracas 变量存储了
// 每个月的温度值列表
val tempBerlin =
    listOf(-0.5, 0.0, 4.8, 9.0, 14.3, 17.5, 19.2, 18.9, 14.5, 9.7, 4.7, 1.0)
val tempMadrid =
    listOf(6.3, 7.9, 11.2, 12.9, 16.7, 21.1, 24.7, 24.2, 20.3, 15.4, 9.9, 6.6)
val tempCaracas =
    listOf(27.5, 28.9, 29.6, 30.9, 31.7, 35.1, 33.8, 32.2, 31.3, 29.4, 28.9, 27.6)

现在，让我们创建一个新变量 (df) 并使用 dataFrameOf() 函数生成一个包含三列（Month、Temperature 和 City）的数据帧：

kotlin

val df = dataFrameOf(
    "Month" to months + months + months,
    "Temperature" to tempBerlin + tempMadrid + tempCaracas,
    "City" to List(12) { "Berlin" } + List(12) { "Madrid" } + List(12) { "Caracas" }
)

要预览数据，请使用 .head() 函数：

kotlin

df.head(4) // 返回前四行

在我们的数据集中，前四行存储了柏林从 1 月到 4 月的温度：

探索数据帧

使用 Kandy 和 Kotlin 数据帧库时，有多种访问列记录的方法可以帮助您提高类型安全性。欲了解更多信息，请参阅访问 API。

创建折线图

让我们使用上一节中的 df 数据帧在 Kotlin Notebook 中创建一张折线图：

调用 Kandy 库中的 .plot() 函数。
应用 line() 图层。
将 Month 和 Temperature 列分别映射到 X 轴和 Y 轴。
(可选) 自定义颜色和大小。

kotlin

df.plot {
   line {
      x(Month)
      y(Temperature)

      color(City) {
         scale = categorical(
            "Berlin" to Color.hex("#6F4E37"),
            "Madrid" to Color.hex("#C2D4AB"),
            "Caracas" to Color.hex("#B5651D")
         )
      }
      width = 1.5
   }
   layout {
      size = 1000 to 450
   }
}

结果如下：

折线图

创建点图

现在，让我们在点图（散点图）中可视化 df 数据帧：

调用 Kandy 库中的 .plot() 函数。
应用 points() 图层。
将 Month 和 Temperature 列分别映射到 X 轴和 Y 轴。
(可选) 自定义颜色、轴标签、点的大小和图表标题。

kotlin

df.plot {
   points {
      x(Month) {
         axis.name = "Month"
      }
      y(Temperature) {
         axis.name = "Temperature"
      }

      color(City) {
         scale = categorical(
            "Berlin" to Color.hex("#6F4E37"),
            "Madrid" to Color.hex("#C2D4AB"),
            "Caracas" to Color.hex("#B5651D")
         )
      }
      size = 5.5
   }
   layout {
      title = "Temperature per month"
   }
}

结果如下：

创建柱状图

最后，让我们为每个城市创建一张柱状图：

使用 .groupBy() 函数按 City 列对数据帧进行分组。
调用 Kandy 库中的 plot() 函数。
应用 bars() 图层。
(可选) 为图表添加标题，自定义颜色。

kotlin

df.groupBy { City }.plot {
    bars {
        x(Month)
        y(Temperature)
        
        fillColor(City) {
            scale = categorical(
                "Berlin" to Color.hex("#6F4E37"),
                "Madrid" to Color.hex("#C2D4AB"),
                "Caracas" to Color.hex("#B5651D")
            )
        }
    }
    layout.title {
       title = "Temperature per month"
    }
}

结果如下：

柱状图

下一步

在 Kandy 库文档中探索更多图表示例
在 Lets-Plot 库文档中探索更高级的绘图选项
在 Kotlin 数据帧库文档中查找有关创建、探索和管理数据帧的更多信息
在此 YouTube 视频中了解更多关于 Kotlin Notebook 数据可视化的信息

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创建折线图 ​

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