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箱ひげ図

箱ひげ図の描画例である。データはExcelファイルとして図１のように用意する。

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図１　temper.xlsx

2018年６月４日の日本気象協会によるアメダスの各地の最高気温のデータである。図１のファイルの形式は、１行目に変数名が置かれ、データは２行目以降に書かれている。１列目は、データの識別用で通し番号でも識別用文字列でもよい。２列目にヒストグラムを描くデータ値を設定する。この形式のExcelデータファイルに対して箱ひげ図を描くスクリプトを作成してみた。スクリプトファイルとデータファイルは圧縮ファイルfilesboxplot_nfd.zipにまとめたので、ダウンロード解凍すれば自由に利用できる。

スクリプト例を、箱ひげ図（横向き）、箱ひげ図（縦向き）、箱ひげ図（横向き、ストリッププロット付き）、箱ひげ図（縦向き、ストリッププロット付き）の順に示す。

本ウェブサイトのサンプルスクリプトの実行には、モジュールpandas、matplotlib、japanize_matplotlib、seaborn、openpyxlが必要である。これらは、コマンド

pip install pandas matplotlib japanize_matplotlib seaborn openpyxl

の実行でインストールできる。既にインストール済みのものがあれば、それは無視される。

箱ひげ図（横向き）

リスト１のスクリプトDrawBoxPlot_horizontal.pyを実行すると、入力データファイル名の設定が求められる（図２）

図２

図２では、図１のデータファイル名temper.xlsxが設定されいている。入力データファイル名を設定して「Enter」キーを押すと、次に画像保存用ファイル名の設定が求められる（図２）。画像保存先ファイル名はファイル拡張子を「.png」としておけば任意であるが、図３では「MyFigure.png」が設定されている。

保存先ファイル名を設定して「Enter」キーを押すと、データが読み込まれてグラフが描かれ、図３の箱ひげ図が表示される。

図３

図３のWindowを閉じると、スクリプトの実行終了である（図４）。

図４

スクリプトの実行終了後、保存画像ファイルを開くことができる。

リスト１　箱ひげ図描画スクリプト例（DrawBoxPlot_horizontal.py）

import pandas as pd

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

import japanize_matplotlib # グラフで日本語表記を用いるため

finnm = input('入力データファイル（*.xlsx）= ')

foutnm = input('画像保存ファイル（*.png）= ')

#

# Excelファイルの読み込み

#

data_xlsx = pd.read_excel(finnm, header = None) # Excelファイルから読み込み、DataFrame型オブジェクトを生成

data = data_xlsx.values # Dataframe型オブジェクトからnumpyの配列オブジェクトを生成

var_name = data[0,1]

values = data[1:].T[1]

plt.figure(figsize = (8, 6)) # 画像のサイズ

plt.boxplot(values, vert = False) # 箱ひげ図（横向き）

plt.xticks(fontsize = 12) # 横軸の目盛り文字の大きさ

plt.yticks([]) # 縦軸の目盛りなし

plt.xlabel(var_name, fontsize = 20) # 横軸の変数名

plt.savefig(foutnm) # 画像の保存

print('保存画像ファイル：', foutnm)

plt.show() # 画像の表示

箱ひげ図（縦向き：ストリッププロットなし）

リスト２のスクリプトDrawBoxPlot_vertical.pyを実行すると、入力データファイル名の設定が求められる（図２）

図５

図５では、図１のデータファイル名temper.xlsxが設定されいている。入力データファイル名を設定して「Enter」キーを押すと、次に画像保存用ファイル名の設定が求められる（図２）。画像保存先ファイル名はファイル拡張子を「.png」としておけば任意であるが、図３では「MyFigure.png」が設定されている。

保存先ファイル名を設定して「Enter」キーを押すと、データが読み込まれてグラフが描かれ、図６の箱ひげ図が表示される。

図６

図６のWindowを閉じると、スクリプトの実行終了である（図７）。

図７

スクリプトの実行終了後、保存画像ファイルを開くことができる。

リスト２　箱ひげ図描画スクリプト例（DrawBoxPlot_vertical.py）

import pandas as pd

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

import japanize_matplotlib

finnm = input('入力データファイル（*.xlsx）= ')

foutnm = input('画像保存ファイル（*.png）= ')

#

# Excelファイルの読み込み

#

data_xlsx = pd.read_excel(finnm, header = None) # ExcelファイルからDataFrame型オブジェクトを生成

data = data_xlsx.values # Dataframe型オブジェクトからnumpyの配列オブジェクトを生成

var_name = data[0,1]

values = data[1:].T[1]

plt.figure(figsize = (8, 6)) # 画像のサイズ

plt.boxplot(values) # 箱ひげ図（縦向き）

plt.xticks([]) # 横軸に何も表示しない

plt.yticks(fontsize=12) # 縦軸の目盛り文字の大きさ

plt.ylabel(var_name, fontsize=20) # 縦軸の変数名

plt.savefig(foutnm) # 画像の保存

print('保存画像ファイル：', foutnm)

plt.show() # 画像の表示

箱ひげ図（横向き：ストリッププロット付き）

リスト３のスクリプトDrawBoxPlot_horizontal_strip.pyを実行すると、入力データファイル名の設定が求められる（図２）

図８

図８では、図１のデータファイル名temper.xlsxが設定されいている。入力データファイル名を設定して「Enter」キーを押すと、次に画像保存用ファイル名の設定が求められる（図２）。画像保存先ファイル名はファイル拡張子を「.png」としておけば任意であるが、図８では「MyFigure.png」が設定されている。

保存先ファイル名を設定して「Enter」キーを押すと、データが読み込まれてグラフが描かれ、図９の箱ひげ図がストリッププロットとともに表示される。

図９

図９のWindowを閉じると、スクリプトの実行終了である（図10）。

図10

スクリプトの実行終了後、保存画像ファイルを開くことができる。

リスト３　箱ひげ図描画スクリプト例（DrawBoxPlot_horizontal_strip.py）

import pandas as pd

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

import japanize_matplotlib # グラフで日本語表記を用いるためのモジュール

import seaborn as sb

finnm = input('入力データファイル（*.xlsx）= ')

foutnm = input('画像保存ファイル（*.png）= ')

#

# Excelファイルの読み込み

#

data_xlsx = pd.read_excel(finnm, header = None) # ExcelファイルからDataFrame型オブジェクトを生成

data = data_xlsx.values # Dataframe型オブジェクトからnumpyの配列オブジェクトを生成

var_name = data[0,1]

values = data[1:].T[1]

plt.figure(figsize = (8, 6)) # 画像のサイズ

sb.boxplot(values, orient='h', width=0.3) # 箱ひげ図（横向き）

sb.stripplot(values, orient='h') # ストリッププロット（横向き）

plt.xticks(fontsize = 12) # 横軸の目盛り文字の大きさ

plt.yticks([]) # 縦軸の目盛りなし

plt.xlabel(var_name, fontsize = 20) # 横軸の変数名

plt.savefig(foutnm) # 画像の保存

print('保存画像ファイル：', foutnm)

plt.show() # 画像の表示

箱ひげ図（縦向き：ストリッププロット付き）

リスト４のスクリプトDrawBoxPlot_horizontal_strip.pyを実行すると、入力データファイル名の設定が求められる（図11）

図11

図８では、図１のデータファイル名temper.xlsxが設定されいている。入力データファイル名を設定して「Enter」キーを押すと、次に画像保存用ファイル名の設定が求められる（図２）。画像保存先ファイル名はファイル拡張子を「.png」としておけば任意であるが、図11では「MyFigure.png」が設定されている。

保存先ファイル名を設定して「Enter」キーを押すと、データが読み込まれてグラフが描かれ、図12の箱ひげ図がストリッププロットとともに表示される。

図12

図12のWindowを閉じると、スクリプトの実行終了である（図13）。

図13

スクリプトの実行終了後、保存画像ファイルを開くことができる。

リスト４　箱ひげ図描画スクリプト例（DrawBoxPlot_vertical_strip.py）

import pandas as pd

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

import japanize_matplotlib # 日本語使用のため

import seaborn as sb

finnm = input('入力データファイル（*.xlsx）= ')

foutnm = input('画像保存ファイル（*.png）= ')

#

# Excelファイルの読み込み

#

data_xlsx = pd.read_excel(finnm, header = None) # Excelファイルを読み込みDataFrame型オブジェクトを生成

data = data_xlsx.values # Dataframe型オブジェクトからnumpyの配列オブジェクトを生成

var_name = data[0,1]

values = data[1:].T[1]

plt.figure(figsize = (8, 6)) # 画像のサイズ

sb.stripplot(values) # ストリッププロット

sb.boxplot(values, width=0.3) # 箱ひげ図

plt.yticks(fontsize=14) # 縦軸の目盛りのフォントサイズ

plt.ylabel('気温', fontsize=20)

plt.savefig(foutnm) # 画像の保存

print('保存画像ファイル：', foutnm)

plt.show() # 画像の表示

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