箱ひげ図
boxplot【箱ひげ図 (データ指定)】^{3.1 / 3.2 / 3.4 / 3.6}
bxp【箱ひげ図 (要約統計量指定)】^{3.1 / 3.6}

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 初期設定
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
plt.rcParams['font.sans-serif'] = \
    ['Yu Gothic', 'Hiragino Maru Gothic Pro', 'Noto Sans CJK JP']
fig, axs = plt.subplots(
    2, 2,
    figsize=(6, 6),
    tight_layout=True,
)

# データ
rng = np.random.default_rng(12345)
dataset_0 = rng.normal(loc=30, scale=30, size=200).astype(int)
dataset_0 = np.clip(dataset_0, 0, 100)
dataset_1 = rng.normal(loc=50, scale=10, size=200).astype(int)
dataset_1 = np.clip(dataset_1, 0, 100)
dataset_2 = rng.normal(loc=70, scale=10, size=200).astype(int)
dataset_2 = np.clip(dataset_2, 0, 100)

# グラフ (0, 0)
axs[0, 0].set_title('通常データ指定 (単一図)')
axs[0, 0].boxplot(
    dataset_1,
    labels=['Data 1'],
)

# グラフ (0, 1)
axs[0, 1].set_title('通常データ指定 (複数図)')
axs[0, 1].boxplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    labels=['Data 0', 'Data 1', 'Data 2'],
)

# グラフ (1, 0)
axs[1, 0].set_title('ラベル名指定データ\n(水平方向・単一図)')
axs[1, 0].boxplot(
    'DATASET',
    labels='LABELS',
    vert='VERT',
    data={
        'DATASET': dataset_1,
        'VERT': False,
        'LABELS': ['Data 1'],
    }
)

# グラフ (1, 1)
axs[1, 1].set_title('ラベル名指定データ\n(水平方向・複数図)')
axs[1, 1].boxplot(
    'DATASET',
    labels='LABELS',
    vert='VERT',
    data={
        'DATASET': [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
        'VERT': False,
        'LABELS': ['Data 0', 'Data 1', 'Data 2'],
    }
)

# 表示
plt.show()

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 初期設定
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
plt.rcParams['font.sans-serif'] = \
    ['Yu Gothic', 'Hiragino Maru Gothic Pro', 'Noto Sans CJK JP']
plt.figure(
    figsize=(3, 3),
    tight_layout=True,
)

# データ
rng = np.random.default_rng(12345)
dataset_0 = rng.normal(loc=30, scale=30, size=200).astype(int)
dataset_0 = np.clip(dataset_0, 0, 100)
dataset_1 = rng.normal(loc=50, scale=10, size=200).astype(int)
dataset_1 = np.clip(dataset_1, 0, 100)
dataset_2 = rng.normal(loc=70, scale=10, size=200).astype(int)
dataset_2 = np.clip(dataset_2, 0, 100)

# グラフ
plt.title('pyplot.boxplot\n【箱ひげ図 (データ指定)】')
plt.boxplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    labels=['Data 0', 'Data 1', 'Data 2'],
)

# 表示
plt.show()

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 初期設定
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
plt.rcParams['font.sans-serif'] = \
    ['Yu Gothic', 'Hiragino Maru Gothic Pro', 'Noto Sans CJK JP']
fig, axs = plt.subplots(
    3, 2,
    figsize=(6, 9),
    tight_layout=True,
)

# データ
rng = np.random.default_rng(12345)
dataset_0 = rng.normal(loc=30, scale=30, size=200).astype(int)
dataset_0 = np.clip(dataset_0, 0, 100)
dataset_1 = rng.normal(loc=50, scale=10, size=200).astype(int)
dataset_1 = np.clip(dataset_1, 0, 100)
dataset_2 = rng.normal(loc=70, scale=10, size=200).astype(int)
dataset_2 = np.clip(dataset_2, 0, 100)

# グラフ (0, 0)
axs[0, 0].set_title('デフォルト：whis = 1.5')
axs[0, 0].boxplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    labels=['Data 0', 'Data 1', 'Data 2'],
)

# グラフ (0, 1)
axs[0, 1].set_title('whis = 1.0')
axs[0, 1].boxplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    labels=['Data 0', 'Data 1', 'Data 2'],
    whis=1.0,
)

# グラフ (1, 0)
axs[1, 0].set_title('whis = (5, 95)')
axs[1, 0].boxplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    labels=['Data 0', 'Data 1', 'Data 2'],
    whis=(5, 95),
)

# グラフ (1, 1)
axs[1, 1].set_title('whis = (0, 100)')
axs[1, 1].boxplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    labels=['Data 0', 'Data 1', 'Data 2'],
    whis=(0, 100),
)

# データ (Q1 == Q3)
data_edge = [
    50, 50, 50, 50, 50, 50, 50, 50, 50, 50,
    30,
    70,
]

# グラフ (2, 0)
axs[2, 0].set_title('autorange=False')
axs[2, 0].boxplot(
    data_edge,
    labels=['Data'],
    autorange=False,
)

# グラフ (2, 1)
axs[2, 1].set_title('autorange=True')
axs[2, 1].boxplot(
    data_edge,
    labels=['Data'],
    autorange=True,
)

# 表示
plt.show()

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.cbook as cbook
import numpy as np

# 初期設定
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
plt.rcParams['font.sans-serif'] = \
    ['Yu Gothic', 'Hiragino Maru Gothic Pro', 'Noto Sans CJK JP']
fontdict = {
    'size': 10,
    'weight': 'bold',
    'color': 'red',
    'ha': 'left',
    'va': 'center',
}
fontdict_mean = {
    'size': 10,
    'weight': 'bold',
    'color': 'blue',
    'ha': 'right',
    'va': 'center',
}
fig, axs = plt.subplots(
    2, 1,
    figsize=(6, 8),
    tight_layout=True,
)

# データ
rng = np.random.default_rng(12345)
dataset_0 = rng.normal(loc=30, scale=30, size=200).astype(int)
dataset_0 = np.clip(dataset_0, 0, 100)
dataset_1 = rng.normal(loc=50, scale=10, size=200).astype(int)
dataset_1 = np.clip(dataset_1, 0, 100)
dataset_2 = rng.normal(loc=70, scale=10, size=200).astype(int)
dataset_2 = np.clip(dataset_2, 0, 100)

# グラフ (0)
axs[0].set_title('値表示 (単一図)')
axs[0].boxplot(
    dataset_1,
    labels=['Data 1'],
    showmeans=True,  # 平均値の表示有無
)
# 値表示
stats_1 = cbook.boxplot_stats(dataset_1)
x = 1.1
axs[0].text(
    x, stats_1[0]['whishi'],
    f'最大値:{stats_1[0]["whishi"]}',
    fontdict)
axs[0].text(
    x, stats_1[0]['q3'],
    f'Q3:{stats_1[0]["q3"]:6.2f}',
    fontdict)
axs[0].text(
    0.9, stats_1[0]['mean'],
    f'平均値(▲):{stats_1[0]["mean"]:6.2f}',
    fontdict_mean)
axs[0].text(
    x, stats_1[0]['med'],
    f'中央値:{stats_1[0]["med"]:6.2f}',
    fontdict)
axs[0].text(
    x, stats_1[0]['q1'],
    f'Q1:{stats_1[0]["q1"]:6.2f}',
    fontdict)
axs[0].text(
    x, stats_1[0]['whislo'],
    f'最小値:{stats_1[0]["whislo"]}',
    fontdict)
for i in range(len(stats_1[0]['fliers'])):
    axs[0].text(
        x, stats_1[0]['fliers'][i],
        f'外れ値:{stats_1[0]["fliers"][i]}',
        fontdict)

# グラフ (1)
axs[1].set_title('値表示 (複数図)')
axs[1].boxplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    labels=['Data 0', 'Data 1', 'Data 2'],
    showmeans=True,  # 平均値の表示有無
)
# 値表示
stats = cbook.boxplot_stats([dataset_0, dataset_1, dataset_2])
for i in range(len(stats)):
    x = i + 1.2
    # 最大値
    axs[1].text(
        x, stats[i]['whishi'],
        f'{stats[i]["whishi"]}',
        fontdict)
    # Q3【第３四分位点】
    axs[1].text(
        x, stats[i]['q3'],
        f'{stats[i]["q3"]:6.2f}',
        fontdict)
    # median【中央値】
    axs[1].text(
        x, stats[i]['med'],
        f'{stats[i]["med"]:6.2f}',
        fontdict)
    # mean【平均値】
    axs[1].text(
        i + 0.8,
        stats[i]['mean'],
        f'{stats[i]["mean"]:6.2f}',
        fontdict_mean)
    # Q1【第１四分位点】
    axs[1].text(
        x, stats[i]['q1'],
        f'{stats[i]["q1"]:6.2f}',
        fontdict)
    # 最小値
    axs[1].text(
        x, stats[i]['whislo'],
        f'{stats[i]["whislo"]}',
        fontdict)
    # flier【外れ値】
    for j in range(len(stats[i]['fliers'])):
        axs[1].text(
            x, stats[i]['fliers'][j],
            f'{stats[i]["fliers"][j]}',
            fontdict)

# 表示
plt.show()

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 初期設定
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
plt.rcParams['font.sans-serif'] = \
    ['Yu Gothic', 'Hiragino Maru Gothic Pro', 'Noto Sans CJK JP']
fig, axs = plt.subplots(
    1, 2,
    figsize=(6, 3),
    tight_layout=True,
)

# データ
rng = np.random.default_rng(12345)
dataset_0 = np.r_[
    rng.normal(loc=25, scale=10, size=200).astype(int),
    rng.normal(loc=75, scale=10, size=200).astype(int),
]
dataset_0 = np.clip(dataset_0, 0, 100)
dataset_1 = np.append(  # 外れ値追加
    dataset_0,
    [-60, 160],
)
dataset_2 = rng.normal(loc=50, scale=35, size=400).astype(int)
dataset_2 = np.clip(dataset_2, 0, 100)

# グラフ (0)
axs[0].set_title('箱ひげ図')
axs[0].boxplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    labels=['Data 0', 'Data 1', 'Data 2'],
)
axs[0].set_ybound(-80, 180)

# グラフ (1)
axs[1].set_title('バイオリン図')
axs[1].violinplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    showmedians=True,  # 中央値の表示有無
)
axs[1].set_xticks(
    [1, 2, 3],
    ['Data 0', 'Data 1', 'Data 2'],
)
axs[1].set_ybound(-80, 180)

# 表示
plt.show()

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 初期設定
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
plt.rcParams['font.sans-serif'] = \
    ['Yu Gothic', 'Hiragino Maru Gothic Pro', 'Noto Sans CJK JP']
fig, axs = plt.subplots(
    2, 2,
    figsize=(6, 6),
    tight_layout=True,
)

# データ
rng = np.random.default_rng(12345)
dataset_0 = rng.normal(loc=30, scale=30, size=200).astype(int)
dataset_0 = np.clip(dataset_0, 0, 100)
dataset_1 = rng.normal(loc=50, scale=10, size=200).astype(int)
dataset_1 = np.clip(dataset_1, 0, 100)
dataset_2 = rng.normal(loc=70, scale=10, size=200).astype(int)
dataset_2 = np.clip(dataset_2, 0, 100)

# グラフ (0, 0)
axs[0, 0].set_title('デフォルト (単一図)')
axs[0, 0].boxplot(
    dataset_1,
    labels=['Data 1'],
)

# グラフ (0, 1)
axs[0, 1].set_title('カスタマイズ (単一図)')
parts_01 = axs[0, 1].boxplot(
    dataset_1,
    labels=['Data 1'],
    notch=True,
    patch_artist=True,
    showmeans=True,  # 平均値の表示有無
)
parts_01['boxes'][0].set_alpha(0.2)
parts_01['boxes'][0].set_facecolor('green')

# グラフ (1, 0)
axs[1, 0].set_title('デフォルト (複数図)')
axs[1, 0].boxplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    labels=['Data 0', 'Data 1', 'Data 2'],
)

# グラフ (1, 1)
axs[1, 1].set_title('カスタマイズ (複数図)')
parts_11 = axs[1, 1].boxplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    labels=['Data 0', 'Data 1', 'Data 2'],
    notch=True,  # ノッチ有無
    conf_intervals=[[25, 35], [45, 55], [65, 75]],

    # ボックス
    widths=0.8,  # ボックス幅
    patch_artist=True,  # ボックス描画方法
    boxprops={  # ボックススタイル
        'linewidth': 3,
    },
    # 中央値
    medianprops={  # 中央値スタイル
        'color': 'white',
        'linewidth': 3,
    },
    # ひげ
    whiskerprops={  # ひげスタイル
        'color': 'blue',
        'linewidth': 3,
    },
    # キャップ
    capprops={  # キャップスタイル
        'color': 'red',
        'linewidth': 2,
    },
    # 外れ値
    sym='+',  # 外れ値のデフォルト記号
    flierprops={  # 外れ値スタイル
        'markersize': 10,
        'linewidth': 2,
    },
    # 平均値
    showmeans=True,  # 平均値の表示有無
    meanprops={  # 平均値スタイル
        'markerfacecolor': 'cyan',
        'markersize': 10,
        'marker': 'D',
    },
)
# ボックス
parts_11['boxes'][0].set_alpha(0.5)
parts_11['boxes'][0].set_facecolor('red')
parts_11['boxes'][1].set_alpha(0.5)
parts_11['boxes'][1].set_facecolor('green')
parts_11['boxes'][2].set_alpha(0.5)
parts_11['boxes'][2].set_facecolor('blue')
# 外れ値
parts_11['fliers'][0].set_markerfacecolor('red')
parts_11['fliers'][1].set_markerfacecolor('green')
parts_11['fliers'][2].set_markerfacecolor('blue')

# 表示
plt.show()

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# 初期設定
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
plt.rcParams['font.sans-serif'] = \
    ['Yu Gothic', 'Hiragino Maru Gothic Pro', 'Noto Sans CJK JP']
fig, axs = plt.subplots(
    1, 2,
    figsize=(6, 3),
    tight_layout=True,
)
plt.suptitle('suptitle【タイトル (全体)】')

# データ
rng = np.random.default_rng(12345)
dataset_0 = rng.normal(loc=30, scale=30, size=200).astype(int)
dataset_0 = np.clip(dataset_0, 0, 100)
dataset_1 = rng.normal(loc=50, scale=10, size=200).astype(int)
dataset_1 = np.clip(dataset_1, 0, 100)
dataset_2 = rng.normal(loc=70, scale=10, size=200).astype(int)
dataset_2 = np.clip(dataset_2, 0, 100)

# グラフ (0)
axs[0].boxplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    labels=['Data A', 'Data B', 'Data C'],
)
# タイトル 設定
axs[0].set_title('title【タイトル】')
# 軸ラベル 設定
axs[0].set_xlabel('xlabel【ｘ軸ラベル】')
axs[0].set_ylabel('ylabel【ｙ軸ラベル】')
# 範囲 追加
axs[0].axhspan(
    30, 70,
    facecolor='lightyellow',
    edgecolor='blue',
    zorder=0.9
)
# データ上限・下限 設定
axs[0].set_ybound(10, 90)

# グラフ (1)
axs[1].boxplot(
    [dataset_0, dataset_1, dataset_2],
    labels=['Data X', 'Data Y', 'Data Z'],
)
# タイトル 設定
axs[1].set_title('title【タイトル】')
# 軸ラベル 設定
axs[1].set_xlabel('xlabel【ｘ軸ラベル】')
axs[1].set_ylabel('ylabel【ｙ軸ラベル】')
# 水平線 追加
axs[1].axhline(25, linestyle='--', color='red')
axs[1].axhline(50)
axs[1].axhline(75, linestyle='--', color='red')
# 表示範囲 設定
axs[1].set_ylim(-20, 120)

# 表示
plt.show()

import matplotlib.pyplot as plt

# 初期設定
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
plt.rcParams['font.sans-serif'] = \
    ['Yu Gothic', 'Hiragino Maru Gothic Pro', 'Noto Sans CJK JP']
fig, axs = plt.subplots(
    1, 2,
    figsize=(6, 3),
    tight_layout=True,
)

# データ
stats_1 = [
    {
        'whishi': 74,
        'q3': 56.0,
        'med': 49.0,
        'q1': 41.0,
        'whislo': 27,
        'fliers': [18, 90],
        'label': 'Data 1',
    }
]
stats_2 = [
    {
        'whishi': 100,
        'q3': 49.25,
        'med': 31.0,
        'q1': 8.0,
        'whislo': 0,
        'fliers': [],
        'label': 'Data 0',
    },
    {
        'whishi': 74,
        'q3': 56.0,
        'med': 49.0,
        'q1': 41.0,
        'whislo': 27,
        'fliers': [18, 90],
        'label': 'Data 1',
    },
    {
        'whishi': 94,
        'q3': 76.0,
        'med': 69.0,
        'q1': 61.75,
        'whislo': 47,
        'fliers': [100],
        'label': 'Data 2',
    }
]

# グラフ (0)
axs[0].set_title('単一図')
axs[0].bxp(stats_1)

# グラフ (1)
axs[1].set_title('複数図')
axs[1].bxp(stats_2)

# 表示
plt.show()

import matplotlib.pyplot as plt

# 初期設定
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
plt.rcParams['font.sans-serif'] = \
    ['Yu Gothic', 'Hiragino Maru Gothic Pro', 'Noto Sans CJK JP']
fig, ax = plt.subplots(
    1, 1,
    figsize=(3, 3),
    tight_layout=True,
)

# データ
stats = [
    {
        'whishi': 80,
        'q3': 70.0,
        'med': 50.0,
        'q1': 30.0,
        'whislo': 20,
        'fliers': [0, 100],
        'label': 'Data 0',
    },
    {
        'whishi': 100,
        'q3': 70.0,
        'med': 50.0,
        'q1': 30.0,
        'whislo': 0,
        'fliers': [],
        'label': 'Data 1',
    },
]

# グラフ
ax.bxp(stats)

# 表示
plt.show()

import matplotlib.pyplot as plt

# 初期設定
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
plt.rcParams['font.sans-serif'] = \
    ['Yu Gothic', 'Hiragino Maru Gothic Pro', 'Noto Sans CJK JP']
fig, ax = plt.subplots(
    1, 1,
    figsize=(3, 3),
    tight_layout=True,
)

# データ
stats = [
    {
        'whishi': 80,
        'q3': 70.0,
        'med': 50.0,
        'q1': 30.0,
        'whislo': 20,
        'fliers': [0, 100],
        'label': 'Data 0',
    },
    {
        'whishi': 100,
        'q3': 70.0,
        'med': 50.0,
        'q1': 30.0,
        'whislo': 0,
        'fliers': [],
        'label': 'Data 1',
    },
]

# グラフ
ax.set_title('値表示')
ax.bxp(stats)

# 値表示
fontdict = {
    'size': 10,
    'weight': 'bold',
    'color': 'red',
    'ha': 'left',
    'va': 'center',
}
for i in range(len(stats)):
    x = 1.2 + i
    # 最大値
    ax.text(
        x, stats[i]['whishi'],
        f'{stats[i]["whishi"]}',
        fontdict,
    )
    # Q3【第３四分位点】
    ax.text(
        x, stats[i]['q3'],
        f'{stats[i]["q3"]}',
        fontdict,
    )
    # median【中央値】
    ax.text(
        x, stats[i]['med'],
        f'{stats[i]["med"]}',
        fontdict,
    )
    # Q1【第１四分位点】
    ax.text(
        x, stats[i]['q1'],
        f'{stats[i]["q1"]}',
        fontdict,
    )
    # 最小値
    ax.text(
        x, stats[i]['whislo'],
        f'{stats[i]["whislo"]}',
        fontdict,
    )
    # 外れ値
    for j in range(len(stats[i]['fliers'])):
        ax.text(
            x, stats[i]['fliers'][j],
            f'{stats[i]["fliers"][j]}',
            fontdict,
        )

# 表示
plt.show()

import matplotlib.pyplot as plt

# 初期設定
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'
plt.rcParams['font.sans-serif'] = \
    ['Yu Gothic', 'Hiragino Maru Gothic Pro', 'Noto Sans CJK JP']
fig, axs = plt.subplots(
    1, 2,
    figsize=(6, 3),
    tight_layout=True,
)

# データ
stats = [
    {
        'whishi': 100,
        'q3': 49.25,
        'med': 31.0,
        'mean': 32.07,
        'q1': 8.0,
        'whislo': 0,
        'fliers': [],
        'label': 'Data 0',
    },
    {
        'whishi': 74,
        'q3': 56.0,
        'med': 49.0,
        'mean': 49.015,
        'q1': 41.0,
        'whislo': 27,
        'fliers': [0, 10],
        'label': 'Data 1',
    },
    {
        'whishi': 94,
        'q3': 76.0,
        'med': 69.0,
        'mean': 69.39,
        'q1': 61.75,
        'whislo': 47,
        'fliers': [100],
        'label': 'Data 2',
    },
]

# グラフ (0)
axs[0].set_title('デフォルト')
axs[0].bxp(
    stats,
)

# グラフ (1)
axs[1].set_title('カスタマイズ')
parts = axs[1].bxp(
    stats,
    # ボックス
    widths=0.6,  # ボックス幅
    patch_artist=True,  # ボックス描画方法
    boxprops={  # ボックススタイル
        'linewidth': 2,
    },
    # 中央値
    medianprops={  # 中央値スタイル
        'color': 'white',
        'linewidth': 2,
    },
    # ひげ
    whiskerprops={  # ひげスタイル
        'color': 'blue',
        'linewidth': 2,
    },
    # キャップ
    capprops={  # キャップスタイル
        'color': 'red',
        'linewidth': 2,
    },
    # 外れ値
    flierprops={  # 外れ値スタイル
        'markersize': 10,
        'linewidth': 2,
        'marker': '+',
    },
    # 平均値
    showmeans=True,  # 平均値の表示有無
    meanprops={  # 平均値スタイル
        'markerfacecolor': 'cyan',
        'markersize': 8,
        'marker': 'D',
    },
)
# ボックス
parts['boxes'][0].set_alpha(0.5)
parts['boxes'][0].set_facecolor('red')
parts['boxes'][1].set_alpha(0.5)
parts['boxes'][1].set_facecolor('green')
parts['boxes'][2].set_alpha(0.5)
parts['boxes'][2].set_facecolor('blue')
# 外れ値
parts['fliers'][0].set_markeredgecolor('red')
parts['fliers'][1].set_markeredgecolor('green')
parts['fliers'][2].set_markeredgecolor('blue')

# 表示
plt.show()