词云生成库wordcloud详解（二）：wordcloud.py模块结构、生成颜色接口

当前wordcloud版本：1.81

`wordcloud.py`模块结构

wordcloud.py模块是wordcloud包主要模块。

wordcloud.py模块结构如下，包括：
变量：FILE、FONT_PATH、STOPWORDS
类：WordCloud、IntegralOccupancyMap、colormap_color_func
函数： random_color_func和 get_single_color_func
其中WordCloud类、 STOPWORDS变量、 random_color_func函数、 get_single_color_func函数暴露到了wordcloud包的命名空间。

在这里插入图片描述

FILE：获取模块的物理路径。
FONT_PATH：获取默认字体的物理路径。
STOPWORDS：将默认的停用词表转换为集合对象（set）。
WordCloud：生成词云图的主接口。
random_color_func：默认颜色生成方式，根据HSL色彩模式随机生成颜色，其中hue为固定值80%，lumination为固定值50%。
get_single_color_func：返回一个返回值为RGB颜色的函数，颜色转换依靠PIL.ImageColor类和内置库colorsys。
colormap_color_func：通过matplotlib颜色映射表生成一个返回值为PIL(Pillow)`支持的RGB颜色字符串的函数。
IntegralOccupancyMap：根据文本词频和背景图构造积分占据栅格地图，对图像进行布局。

`random_color_func`解读

random_color_func功能为根据HSL色彩模式随机生成颜色，其中hue为固定值80%，lumination为固定值50%。
函数的签名为：random_color_func(word=None, font_size=None, position=None, orientation=None, font_path=None, random_state=None)
参数word, font_size, position, orientation都将被忽略。
random_state用于生成随机数字。取值为random.Random对象或None，默认值为None，直接使用random.Random()

案例：演示`random_color_func`的功能

from wordcloud import random_color_func


# 调用函数随机生成颜色，返回值为PIL(Pillow)支持的hsl颜色字符串
color=random_color_func()
print(color)

输出为：hsl(206, 80%, 50%)

源码

def random_color_func(word=None, font_size=None, position=None,
                      orientation=None, font_path=None, random_state=None):
    if random_state is None:
        random_state = Random()
    return "hsl(%d, 80%%, 50%%)" % random_state.randint(0, 255)

`colormap_color_func`解读

colormap_color_func类的功能为通过matplotlib颜色映射表生成一个返回值为PIL(Pillow)支持的RGB颜色的函数。
colormap_color_func类的签名为class colormap_color_func(colormap)
该类只定义了两个类，构造方法__init__和调用方法__call__。

构造方法`init`

构造方法签名为def __init__(self, colormap)。

参数为 colormap：matplotlib色彩映射表的名称。字符串。必备参数。

根据源码self.colormap = plt.cm.get_cmap(colormap)可知，colormap为matplotlib.colors.Colormap实例。

调用方法`call`

调用方法签名为def __call__(self, word, font_size, position, orientation, random_state=None, **kwargs)。

参数word, font_size, position, orientation都将被忽略。

random_state用于生成随机数字。取值为random.Random对象或None，默认值为None，直接使用random.Random()

案例：演示`colormap_color_func`类的功能

import numpy as np
from PIL import ImageColor
import matplotlib.pyplot as plt
from wordcloud.wordcloud import colormap_color_func


# 根据colormap构造函数
color_func=colormap_color_func("autumn")
# 调用函数随机生成颜色，返回值为PIL(Pillow)支持的RGB字符串
color=color_func(word=None,font_size=None,font_path=None,position=None,orientation=None)
print(color)
# 将字符串转换为RGB三元组
color_rgb=ImageColor.getrgb(color)
# 显示最终颜色
plt.subplot(facecolor=np.array(color_rgb)/255)

输出为颜色为autumn颜色映射表中的一个随机颜色。
在这里插入图片描述

源码

class colormap_color_func(object):

    def __init__(self, colormap):
        import matplotlib.pyplot as plt
        self.colormap = plt.cm.get_cmap(colormap)

    def __call__(self, word, font_size, position, orientation,
                 random_state=None, **kwargs):
        if random_state is None:
            random_state = Random()
        r, g, b, _ = np.maximum(0, 255 * np.array(self.colormap(
            random_state.uniform(0, 1))))
        return "rgb({:.0f}, {:.0f}, {:.0f})".format(r, g, b)

`get_single_color_func`解读

get_single_color_func的功能为返回一个返回值为RGB颜色的函数。

get_single_color_func函数的签名为def get_single_color_func(color)。
参数为color取值为PIL(Pillow)支持的颜色字符串。
返回值为一个返回值为PIL(Pillow)支持的RGB颜色字符串。

颜色转换依靠PIL.ImageColor类和内置库colorsys。转换过程如下：
先通过PIL.ImageColor类将color参数转换为RGB模式颜色值。
然后再通过colorsys模块将其转换为HSV模式颜色值。
再构造single_color_func函数（功能类似于random_color_func），该函数将HSV模式颜色值转换为RGB模式颜色值，其中H和S分量保持不变，V分量（明度）取值为[0.2-1]之间的随机值。
最后返回single_color_func函数。

案例：演示`get_single_color_func`功能

from PIL import ImageColor
import matplotlib.pyplot as plt
from wordcloud import get_single_color_func

# 调用函数生成颜色
color=get_single_color_func('#ff0000')
# 输出随机生成的颜色
print(color())
# 将字符串转换为RGB三元组
color_rgb=ImageColor.getrgb(color())
# 显示对比输入颜色和最终颜色
plt.subplot(211,facecolor='#ff0000')
plt.subplot(212,facecolor=np.array(color_rgb)/255)

输出为：

rgb(107, 0, 0)

在这里插入图片描述

源码

def get_single_color_func(color):

    old_r, old_g, old_b = ImageColor.getrgb(color)
    rgb_max = 255.
    h, s, v = colorsys.rgb_to_hsv(old_r / rgb_max, old_g / rgb_max,
                                  old_b / rgb_max)

    def single_color_func(word=None, font_size=None, position=None,
                          orientation=None, font_path=None, random_state=None):
        if random_state is None:
            random_state = Random()
        r, g, b = colorsys.hsv_to_rgb(h, s, random_state.uniform(0.2, 1))
        return 'rgb({:.0f}, {:.0f}, {:.0f})'.format(r * rgb_max, g * rgb_max,
                                                    b * rgb_max)
    return single_color_func