Python/matplotlibで積み上げ・100%積み上げ棒グラフを描く方法

本記事では、Python/matplotlibで実例を使って、積み上げ・100%積み上げ棒グラフを描く方法をご説明します。仕事ですぐに使えるソースコードも紹介します。

Pythonの実行環境

今回は、以下の実行環境でプログラムを実行しています。

・Python 3.7.6
・Jupyterlab 1.2.6
・Pandas：1.1.2
・matplotlib：3.3.2

実例としては、次のような予算管理表を使います。

ファイル名は「テストデータ.xlsx」で、シート名は「予算管理表」です。

■予算管理表

まずは、ライブラリをインポートし、今回扱う予算管理表をdfとして読み込んでおきます。

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import japanize_matplotlib
%matplotlib inline

df = pd.read_excel('テストデータ.xlsx', sheet_name = '予算管理表')

※本記事では、Pythonのコードの下のコメントアウトは、出力結果を示しています。

Python / matplotlibで積み上げ縦棒グラフを描く方法

今回は、テストデータの「件名」列で、同一の件名で集約した年度ごとの合計額を、積み上げ縦棒グラフで描いてみたいと思います。

列の値ごとに集約するには、groupby()を使います。

次の記事で解説してるので、そちらを読んでみてください。

: 参考Pythonで列のフィールド値ごとにグループ集計する方法（groupby）
本記事では、Python/Pandasのgroupby関数で列のフィールド値ごとにグループ集計する方法をご紹介します。 Pythonの実行環境今回は、以下の実 ...
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件名ごとの集約は、次のように書きます。

#年度のリストを定義
year_list =  ['2021年度', '2022年度','2023年度']

#件名で集約する
df = df.groupby('件名').sum()[year_list]

集約した結果は、次の通りとなります。

それでは、横軸を年度として、縦軸を件名別に積み上げた棒グラフを作成します。

早速コードは、次のように書きます。

#グラフオブジェクトの定義し、グラフのサイズを設定
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 6))

#件名別の積み上げ棒グラフの作成
for i in range(len(df)):
    ax.bar(df.columns,
          df.iloc[i],
          bottom=df.iloc[:i].sum(),
          width=.5,
          alpha=.7)

#グラフのタイトル・列ラベルを設定
ax.set_title('予算の推移（件名別）')
ax.set_xlabel('年度')
ax.set_ylabel('予算額')

#グラフの凡例を設定
ax.legend(df.index.tolist())

積み上げ棒グラフは、棒グラフの作成で使うbar()の引数で、bottomを設定することで描けます。

棒グラフの作り方・bar()の使い方は、次の記事で解説しています。

: 参考【仕事ですぐ使える】Python / matplotlibで棒グラフを描く方法
本記事では、Python / matplotlibで実例を使って、棒グラフを描く方法をご説明します。仕事ですぐに使えるソースコードも紹介します。 Pythonの ...
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積み上げ棒グラフは、「行の数だけforループを回し、回した行の金額をbottomとして増やしていく」といったイメージで作ります。

なので、bottom=df.iloc[:i].sum()が積み上げ棒グラフを作る上で1番のポイントとなります。

結果は、次のようになります。

件名ごとに合計額が積み上がっていることが分かります。

実務としては、年度ごとの合計額の内訳を視覚的に把握したい時に使えます。

Python / matplotlibで100%積み上げ棒グラフを描く方法

次は、年度の件名ごとの割合を表現する「100%積み上げ棒グラフ」を描いてみます。

実は、これはグラフの書き方というより、グラフの元になるデータ（DataFrame）の値を変更すればよいのです。

年度の件名別の金額の割合を算定するため、年度の合計金額で割ればよいことになります。

実際には、forループを使って、次の通り計算を行います。

for year in year_list:
    df[year] = df[year] / df[year].sum()

これにより、次の通り件名の金額割合が算定できました。

これを積み上げ棒グラフを同じように書きます。

#グラフオブジェクトの定義し、グラフのサイズを設定
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 6))

#件名別の積み上げ棒グラフの作成
for i in range(len(df)):
    ax.bar(df.columns,
          df.iloc[i],
          bottom=df.iloc[:i].sum(),
          width=.5,
          alpha=.7)

#グラフのタイトル・列ラベルを設定
ax.set_title('予算の推移（件名別）')
ax.set_xlabel('年度')
ax.set_ylabel('予算額の割合')

#グラフの凡例を設定
ax.legend(df.index.tolist(), loc='lower right', borderaxespad=2)

グラフの凡例の設定のみ変更しています。

legend()の引数のlocで凡例の位置、borderaxespadで枠との距離を指定しています。

結果は次の通りになります。