使用bqplot实现交互式图表联动：Brush Interval Selector教程-优快云博客

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使用bqplot实现交互式图表联动：Brush Interval Selector教程

bqplot 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/bqp/bqplot

概述

在数据可视化领域，交互式图表联动是一种强大的技术手段，它允许用户通过一个图表中的操作来动态改变另一个图表的显示内容。本文将重点介绍如何在bqplot中利用Brush Interval Selector（刷选区间选择器）实现时间序列图与散点图的联动效果。

Brush Interval Selector简介

Brush Interval Selector是bqplot提供的一种交互工具，它允许用户在图表上通过鼠标拖动选择一个连续的数据区间。与持续更新的选择器不同，Brush Interval Selector特别适合以下场景：

回调函数执行较慢的计算时
需要避免频繁更新的情况
只在选择完成时才触发更新的场景

实现步骤详解

1. 准备工作

首先导入必要的库：

import numpy as np
from ipywidgets import Layout, HTML, VBox
import bqplot.pyplot as plt
from bqplot.interacts import BrushIntervalSelector

2. 创建时间序列图

我们首先生成两组随机游走数据作为示例：

y1, y2 = np.random.randn(2, 200).cumsum(axis=1)  # 生成两组随机游走数据

然后创建时间序列图表：

fig_layout = Layout(width="900px", height="500px")
time_series_fig = plt.figure(layout=fig_layout)
line = plt.plot([y1, y2])  # 绘制两条时间序列线

3. 添加Brush Interval Selector

intsel = BrushIntervalSelector(marks=[line], scale=line.scales["x"])
time_series_fig.interaction = intsel  # 将选择器应用到图表

这里的关键参数：

marks：指定选择器作用的标记（这里是线图）
scale：指定选择器作用的尺度（这里是x轴）

4. 创建联动散点图

scat_fig = plt.figure(
    layout=fig_layout,
    animation_duration=750,
    title="时间序列选择区间对应的散点图",
)
scat = plt.scatter(*line.y, colors=["red"], stroke="black")

5. 实现联动逻辑

定义回调函数，在选择操作结束时更新散点图：

def update_scatter(*args):
    brushing = intsel.brushing
    
    # 只在选择结束时更新
    if not brushing:
        if line.selected is not None:
            start_ix, end_ix = line.selected[0], line.selected[-1]
        else:
            start_ix, end_ix = 0, -1
        
        # 更新散点图数据
        with scat.hold_sync():
            scat.x, scat.y = line.y[:, start_ix:end_ix]

# 注册回调
intsel.observe(update_scatter, "brushing")

6. 组合显示

help_label = HTML(
    '<div style="color: blue; font-size: 16px; margin:20px 0px 0px 50px">\
                  在时间序列图上拖动鼠标选择区间</div>'
)
VBox([help_label, time_series_fig, scat_fig])

技术要点解析

brushing属性：这是BrushIntervalSelector的关键属性，当用户正在拖动选择时为True，选择结束时变为False。我们利用这个特性来控制回调的触发时机。
hold_sync上下文：在更新散点图数据时使用hold_sync()可以确保x和y属性同步更新，避免中间状态导致的闪烁。
selected属性：线图的selected属性包含了当前选择的数据点索引，我们利用这个信息来切片原始数据。