如何使用Seaborn绘制带阴影误差带？

Question

我希望创建一个类似以下的图表，其中我可以展示一些数值和标准差。

我有两组由两种不同方法得到的平均值和标准差。我想使用seaborn来完成这个任务，但是由于官方示例中使用了我不熟悉的pandas DataFrame对象，我不确定该如何操作。

例如，考虑以下起始代码：

import seaborn as sns

mean_1 = [10, 20, 30, 25, 32, 43]
std_1 = [2.2, 2.3, 1.2, 2.2, 1.8, 3.5]

mean_2 = [12, 22, 30, 13, 33, 39]
std_2 = [2.4, 1.3, 2.2, 1.2, 1.9, 3.5]

谢谢，

G.

- gab

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你不需要数据框，但你需要原始数据来使用 seaborn。如果你已经计算出了统计量，你需要直接使用 matplotlib 中的 plot 和 fill_between 方法。 - Paul H

谢谢您的回复 :) 您能给我展示一个例子吗？ - gab

这个网站和matplotlib.org上有很多使用plot和fill_between的示例。 - Paul H

上面显示的例子是由seaborn在文档中提供的，但毫无意义。传递的参数是x值、y值，以及样式和色调的值。那里没有参数用于阴影区域的宽度。要么是发生了我不理解的事情，因为文档中没有解释，要么他们提供的例子是错误的。我已经看过你从中得到上面图表的页面。 - undefined

Answer 1

以下是使用给定数据创建此图的最简示例。由于向量化和广播，使用numpy简化了代码。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

mean_1 = np.array([10, 20, 30, 25, 32, 43])
std_1 = np.array([2.2, 2.3, 1.2, 2.2, 1.8, 3.5])

mean_2 = np.array([12, 22, 30, 13, 33, 39])
std_2 = np.array([2.4, 1.3, 2.2, 1.2, 1.9, 3.5])

x = np.arange(len(mean_1))
plt.plot(x, mean_1, 'b-', label='mean_1')
plt.fill_between(x, mean_1 - std_1, mean_1 + std_1, color='b', alpha=0.2)
plt.plot(x, mean_2, 'r-', label='mean_2')
plt.fill_between(x, mean_2 - std_2, mean_2 + std_2, color='r', alpha=0.2)
plt.legend()
plt.show()

另一个例子：

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

sns.set()
N = 100
x = np.arange(N)
mean_1 = 25 + np.random.normal(0.1, 1, N).cumsum()
std_1 = 3 + np.random.normal(0, .08, N).cumsum()

mean_2 = 15 + np.random.normal(0.2, 1, N).cumsum()
std_2 = 4 + np.random.normal(0, .1, N).cumsum()

plt.plot(x, mean_1, 'b-', label='mean_1')
plt.fill_between(x, mean_1 - std_1, mean_1 + std_1, color='b', alpha=0.2)
plt.plot(x, mean_2, 'r--', label='mean_2')
plt.fill_between(x, mean_2 - std_2, mean_2 + std_2, color='r', alpha=0.2)

plt.legend(title='title')
plt.show()

PS：使用matplotlib 3.5或更高版本，线条和填充可以在图例中合并：

line_1, = plt.plot(x, mean_1, 'b-')
fill_1 = plt.fill_between(x, mean_1 - std_1, mean_1 + std_1, color='b', alpha=0.2)
line_2, = plt.plot(x, mean_2, 'r--')
fill_2 = plt.fill_between(x, mean_2 - std_2, mean_2 + std_2, color='r', alpha=0.2)
plt.margins(x=0)

plt.legend([(line_1, fill_1), (line_2, fill_2)], ['Series 1', 'Series 2'], title='title')

- JohanC

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图例可能包括“填充”命令相关系列。如果是这种情况，您可以在相应的行后添加参数label='_nolegend_'，以便在每个系列中只写入plt.legend(['S1','S2'])。 - Filipe Pinto

@FilipePinto 感谢你的建议。我在帖子中添加了一个示例。 - JohanC