<think>我们有一个DataFrame,包含四列:a,b,c,d。要求将a列作为行索引,b作为第一层列索引,c作为第二层列索引,d作为数据。然后画热力图,并根据值的大小填充不同的颜色。此外,纵坐标(行索引)需要按值从大到小排序,且数据为整数类型。步骤:1.创建示例数据(如果用户没有提供的话,这里我们假设用户会用自己的数据,但为了演示,我们创建示例数据)2.重塑数据:使用pivot_table,设置index为a,columns为[b,c],values为d。注意,由于可能存在重复项,我们需要选择一个聚合函数,比如取平均值、最大值或第一个值等。根据题意,这里我们取第一个值(因为要求数据为int,且没有说明重复如何处理,但通常透视表需要处理重复)。如果实际数据没有重复,那么使用'first'或'any'都可以。但为了通用,我们假设可能有重复,所以这里我们选择使用'mean'(因为题目没有说明,但要求按值排序,所以用平均值可能更合理)?但是题目要求数据为int,且要求按值排序,这里我们按题意,如果用户要求按值排序,我们可能需要对行进行排序。3.排序:题目要求纵坐标(行索引)按值从大到小排序。注意,这里是指按行索引对应的值排序?还是按行中的某个值排序?实际上,题目没有明确说明按什么值排序,但通常我们可能希望按行汇总的值(比如行平均值)来排序。这里我们假设按行中所有数据的平均值从大到小排序。4.绘制热力图:使用seaborn的heatmap函数。但是,注意:题目要求“纵坐标按值从大到小排序”,这个“值”指的是什么?有两种理解:a)行索引本身的值(比如行索引是字符串,那么按字符串排序?)但题目要求按值,且数据为int,所以行索引可能是整数?但题目中a列作为行索引,并没有说明a列是数值还是字符串。所以这里我们假设a列是字符串,而排序是按行中所有数值的平均值从大到小排序。5.数据为int:我们确保在透视表中,如果使用聚合函数,得到的是整数?但聚合函数(如mean)可能会产生浮点数。所以如果要求整数,我们可以使用其他聚合函数(如sum、max、min等)?但是题目没有明确。这里我们根据题意,在绘制热力图时,我们使用整数格式显示(fmt='d'),但前提是数据确实是整数。如果聚合后是浮点数,我们可以四舍五入取整,但题目没有说明,所以我们先按原数据绘制,然后设置fmt为整数格式(但这样会去掉小数部分,可能会四舍五入?)。实际上,我们可以在聚合后转换为整数,但这样会丢失精度。因此,我们需要明确:由于题目要求数据为int,我们在透视表时,如果存在重复,需要选择一种聚合方式使得结果为整数(比如使用'sum',但是这样可能不合理,因为重复项求和可能不是原意)。另一种方法是,如果存在重复,我们取第一个,然后转换为整数?但这样可能会忽略重复项。所以最好的办法是,在数据准备阶段,确保每个(a,b,c)组合只有一个值?或者用户明确如何处理重复。根据题目要求,我们假设数据没有重复,或者用户指定了聚合函数(这里我们使用'first',并转换为整数,因为题目要求数据为int)。因此,步骤调整如下:1.创建数据(示例)2.使用pivot_table,设置aggfunc='first'(这样每个单元格只有一个值,然后我们可以转换为整数?但pivot_table返回的是浮点类型,如果有NaN的话。所以我们可以用astype(int)转换,但NaN不能转换,所以需要先填充?或者我们不用转换,在热力图显示时用整数格式即可。3.对行进行排序:计算每行的平均值(忽略NaN),然后按平均值从大到小排序。4.绘制热力图,设置fmt='d'(整数格式),但如果数据是NaN,则显示为空,整数格式会显示为空白。具体代码:注意:如果数据中有NaN,在排序时我们需要忽略NaN。使用nanmean。示例代码:</think># 按值排序的热力图实现
我将创建一个热力图,其中纵坐标按值从大到小排序,数据使用整数类型。以下是完整解决方案:
```python
import pandas as pd
import numpy as np
import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.colors import LinearSegmentedColormap
# 创建示例数据(包含整数)
data = {
'a': ['A1', 'A2', 'A3', 'A4', 'A5', 'A6', 'A7', 'A8', 'A9', 'A10'],
'b': ['B1', 'B1', 'B2', 'B2', 'B3', 'B3', 'B1', 'B2', 'B3', 'B1'],
'c': ['C1', 'C2', 'C1', 'C2', 'C1', 'C2', 'C1', 'C2', 'C1', 'C2'],
'd': [85, 92, 78, 88, 95, 82, 90, 76, 89, 93] # 整数数据
}
df = pd.DataFrame(data)
# 重塑数据为多层索引透视表
pivot_df = df.pivot_table(
index='a',
columns=['b', 'c'],
values='d',
aggfunc='mean', # 使用平均值处理可能的重复项
fill_value=np.nan
).astype('Int64') # 转换为整数类型,保留NaN
# 计算每行的平均值(用于排序)
row_means = pivot_df.mean(axis=1, skipna=True)
# 按行平均值从大到小排序
sorted_indices = row_means.sort_values(ascending=False).index
sorted_df = pivot_df.loc[sorted_indices]
# 创建自定义颜色映射(整数专用)
colors = ["#FF0000", "#FFFF00", "#00FF00"] # 红 -> 黄 -> 绿
cmap = LinearSegmentedColormap.from_list("custom_gradient", colors)
# 创建热力图
plt.figure(figsize=(12, 8))
heatmap = sns.heatmap(
sorted_df,
annot=True, # 显示数值
fmt="d", # 整数格式
cmap=cmap, # 自定义颜色映射
linewidths=1, # 单元格边框
linecolor='white', # 边框颜色
cbar_kws={
'label': 'Score',
'ticks': range(70, 101, 5) # 自定义颜色刻度
},
vmin=70, # 颜色映射最小值
vmax=100 # 颜色映射最大值
)
# 设置标题和标签
plt.title('Sorted Heatmap with Integer Values', fontsize=16, pad=20)
plt.xlabel('(First Level: b, Second Level: c)', fontsize=12)
plt.ylabel('Row Index (a) - Sorted by Value', fontsize=12)
# 优化标签显示
heatmap.set_xticklabels(
heatmap.get_xticklabels(),
rotation=45,
ha="right",
fontsize=10
)
# 添加排序信息注释
sorted_values = sorted(row_means, reverse=True)
for i, val in enumerate(sorted_values):
plt.text(
-1.5, i + 0.5,
f'Avg: {val:.1f}',
ha='right', va='center',
fontsize=9
)
plt.tight_layout()
plt.savefig('sorted_heatmap.png', dpi=300) # 保存高分辨率图片
plt.show()
```
## 关键实现细节
### 1. 数据整形与类型转换
```python
pivot_df = df.pivot_table(...).astype('Int64')
```
- 使用`pivot_table`创建多层索引透视表
- `astype('Int64')`确保数据为整数类型(Pandas的Int64类型支持NaN)
### 2. 按值排序实现
```python
row_means = pivot_df.mean(axis=1, skipna=True)
sorted_indices = row_means.sort_values(ascending=False).index
sorted_df = pivot_df.loc[sorted_indices]
```
- 计算每行的平均值(忽略NaN)
- 按平均值从大到小排序
- 根据排序后的索引重新排列DataFrame
### 3. 自定义整数热力图
```python
# 自定义颜色映射
colors = ["#FF0000", "#FFFF00", "#00FF00"]
cmap = LinearSegmentedColormap.from_list("custom_gradient", colors)
# 热力图参数
sns.heatmap(
...,
fmt="d", # 整数格式显示
cmap=cmap, # 红-黄-绿渐变
vmin=70, # 最小值
vmax=100 # 最大值
)
```
- 使用`fmt="d"`确保显示整数格式
- 自定义颜色映射从红(低)到绿(高)
- 设置`vmin`和`vmax`固定颜色映射范围
### 4. 排序信息标注
```python
for i, val in enumerate(sorted_values):
plt.text(
-1.5, i + 0.5,
f'Avg: {val:.1f}',
...
)
```
- 在左侧添加每行的平均值
- 帮助理解排序依据
## 效果说明
1. **行排序**:纵坐标按行平均值从大到小排列
2. **整数显示**:所有值显示为整数格式
3. **颜色编码**:使用红-黄-绿渐变表示值大小
4. **多层列索引**:b列作为第一层索引,c列作为第二层索引
5. **排序依据**:左侧显示每行平均值,说明排序依据
