【基本から解説】Python / matplotlibで複数の円グラフを書く方法

本記事では、Python / matplotlibで実例を使って、基本から複数の円グラフを書く方法をご紹介します。

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

本記事では、実例として、アンケート結果を想定した次のデータを用います。

ファイル名は「アンケート結果.xlsx」で、シート名は「Sheet1」です。

■アンケート結果

まずは、ライブラリをインポートし、テストデータを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('アンケート結果.xlsx', sheet_name = 'Sheet1')

※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で円グラフを書く方法【基本形】

まずは、円グラフを書く基本形を見ていきます。

円グラフは、pie()を使って書きます。第一引数に円グラフの元になる値、第二引数にその値のラベルを書きます。
ちなみに、pltはグラフを書くオブジェクトと思っておくだけで大丈夫です。
また、plt.show()でグラフを表示します。

今回は、「はい」が1/7、「いいえ」が4/7、「どちらでもない」が2/7を占める円グラフになります。

plt.pie([1, 4, 2], labels=['はい', 'いいえ', 'どちらでもない'])
plt.show()

円グラフの3つのラベルの割合は、なんとなく想定どおりになったと思います。

ただ、見づらいですよね。

次は、pie()の中で、追加で円グラフの設定を加えていきます。

pie()には、数多くの設定がありますが、最低限の見やすさ、分かりやすさのための設定となります。

これらの書き方は、覚える必要はなく、このような設定があることだけ認識して、使う時はコピペでOKです。

実際にコードを書くと、次の通りとなります。

plt.pie([1, 4, 2], labels=['はい', 'いいえ', 'どちらでもない'], 
        startangle=90,
        counterclock=False, 
        autopct="%1.1f %%",
        wedgeprops={'linewidth': 2, 'edgecolor':"white"})
plt.show()

これで円グラフとして見やすくなりましたね。

Python / matplotlibで円グラフを書く方法【実例】

それでは次は、アンケート結果の円グラフを書いていきましょう。

まずは、Q１の円グラフを1つを作成していきます。

pie()の第一引数：値、と第二引数：ラベルをどう定義するかを考えます。

Q１の選択肢となっている「a. 利用したい」、「b. どちらともいえない」、「c. 利用したくない」の3つがそれぞれ何個あるかを見ればいいです。

これには、value_counts()を使うのでいいですね。

参考PythonでExcelの特定の列の値の個数を確認する

列を指定し、value_counts()を使ってみます。

今回、列はcolumns.values[1]（左から2つ目の列）で指定します。

df[df.columns.values[1]].value_counts()
#a. 利用したい        4
#b. どちらともいえない    4
#c. 利用したくない      2

これの選択肢の部分は、pie()の第二引数に、数字の部分は、第一引数に設定すれば良いですね。

この2つを次の通りリスト化します。

#数字の部分　→　第一引数
df[df.columns.values[1]].value_counts().tolist()
#[4, 4, 2]

#選択肢の部分　→　第二引数
df[df.columns.values[1]].value_counts().index.tolist()
#['a. 利用したい', 'b. どちらともいえない', 'c. 利用したくない']

これらを使って、pie()で円グラフを書きます。

plt.pie(df[df.columns.values[1]].value_counts().tolist(),
        labels=df[df.columns.values[1]].value_counts().index.tolist(),
        startangle=90,
        counterclock=False, 
        autopct="%1.1f %%",
        wedgeprops={'linewidth': 2, 'edgecolor':"white"})
plt.title(df.columns.values[1])
plt.show()

title()では、グラフのタイトルを指定できます。今回は、df.columns.valuesを用いて、列の項目名としました。

ここでは、plt.title()でグラフのタイトルも書いています。

これで、アンケート結果のQ１をちゃんと円グラフで書けました。

Python / matplotlibで複数の円グラフを書く方法

最後に、一度に複数の円グラフを書く方法をみていきます。

ここでのポイントは2つです。

pltをfigとaxesに置き換えて、グラフのオブジェクトを複数作る

まず1つ目については、pltをfigとaxesに置きかえると、次のように書けます。

最初のplt.subplots()で、figとaxesを作っています。

※figとaxesは他の文字列でもOKです。

fig, axes = plt.subplots()

axes.pie(df[df.columns.values[1]].value_counts().tolist(),
        labels=df[df.columns.values[1]].value_counts().index.tolist(),
        startangle=90,
        counterclock=False, 
        autopct="%1.1f %%",
        wedgeprops={'linewidth': 2, 'edgecolor':"white"})
axes.set_title(df.columns.values[1])
    
plt.show()

この結果は、上のQ１の円グラフと同じになります。

plt.subplots()での引数で、nrows=3と指定すると、axesのリストが3つ出来上がります。

このaxesのリストの要素で、axes[0].pie()のようにグラフを書けば良いのです。

あと、title()はaxesではset_title()になることに注意してください。

forループで、複数のグラフを書く繰り返し処理を行う

df.columns.values[1]となっていた箇所を、

df.columns.values[1]　→　df.columns.values[2]　→　df.columns.values[3]

とするためにforループを回します。

また、plt.subplots()の引数でfigsize=(25,20)として、グラフの大きさも指定します。

fig, axes = plt.subplots(nrows=3, figsize=(25,20))

for i in range(3):
    axes[i].pie(df[df.columns.values[i+1]].value_counts().tolist(),
            labels=df[df.columns.values[i+1]].value_counts().index.tolist(),
            startangle=90,
            counterclock=False, 
            autopct="%1.1f %%",
            wedgeprops={'linewidth': 2, 'edgecolor':"white"})
    axes[i].set_title(df.columns.values[i+1])
    i += 1
    
plt.show()

これで、アンケート結果の複数の質問について、円グラフを作成することができました。

以上、Python / matplotlibで複数の円グラフを書く方法を実例を題材にして、説明してきました。

最後まで読んでいただき、ありがとうございました。