使用Dash開(kāi)發(fā)交互式數(shù)據(jù)可視化網(wǎng)頁(yè)--響應(yīng)式編程

交互性

后續(xù)的操作前,需要安裝如下Python包

pip install dash==0.20.0  # The core dash backend
pip install dash-renderer==0.11.2  # The dash front-end
pip install dash-html-components==0.8.0  # HTML components
pip install dash-core-components==0.18.1  # Supercharged components
pip install plotly --upgrade  # Plotly graphing library used in examples

第一部分
完成了整體布局惦界,但是基本都是靜態(tài)圖形,無(wú)法體現(xiàn)dash交互性數(shù)據(jù)探索特性论衍。這一部分則是讓圖形能夠動(dòng)起來(lái)堰燎,對(duì)我們的操作有所回應(yīng)。

import dash
from dash.dependencies import Input, Output
import dash_core_components as dcc
import dash_html_components as html

app = dash.Dash()

app.layout = html.Div([
    dcc.Input(id='my-id', value='initial vale', type='text'),
    html.Div(id='my-div')
])

@app.callback(
    Output(component_id='my-div', component_property='children'),
    [Input(component_id='my-id', component_property='value')]
)
def update_output_div(input_value):
    return 'you\'ve entered "{}"'.format(input_value)

if __name__=='__main__':
    app.run_server()

運(yùn)行之后會(huì)的界面只有一個(gè)dcc.Input提供的輸入框淆储,但是這個(gè)輸入框是輸入后修壕,是可以改變頁(yè)面中的文字。那么這個(gè)是如何實(shí)現(xiàn)的呢遏考?

我們的應(yīng)用界面的輸入和輸出是通過(guò)app.callback裝飾器進(jìn)行聲明慈鸠。

在Dash中,應(yīng)用的輸入輸出其實(shí)就是某個(gè)組件的屬性(properties)灌具。因此青团,Output(component_id='my-div', component_property='children')就可以解釋為,將值輸出到ID為my-div的HTML組件的children的參數(shù)中咖楣,而[Input(component_id='my-id', component_property='value')]則表明輸入時(shí)來(lái)自于ID為my-idvalue參數(shù)督笆。

隨著輸入的值的改變,裝飾器會(huì)調(diào)用函數(shù)update_output_div生成新值诱贿。這其實(shí)有點(diǎn)像Excel娃肿,當(dāng)你寫(xiě)好一個(gè)函數(shù)后,修改原來(lái)值會(huì)產(chǎn)生新的值珠十,這種編程方法叫做"Reactive Programming"料扰,應(yīng)該可以翻譯為響應(yīng)式編程吧.

讓我們更進(jìn)一步,看看使用Slider組件加上響應(yīng)式編程后焙蹭,圖片是如何動(dòng)起來(lái). 數(shù)據(jù)和之前使用的一致晒杈,之前是展示了所有年份,不同洲的國(guó)家的GDP分布情況孔厉。而這里則可以使用滑動(dòng)欄的方式拯钻,逐年查看。

import dash
import dash_core_components as dcc
import dash_html_components as html
import plotly.graph_objs as go
import pandas as pd

df = pd.read_csv(
    'https://raw.githubusercontent.com/plotly/'
    'datasets/master/gapminderDataFiveYear.csv')

app = dash.Dash()

app.layout = html.Div([
    dcc.Graph(id = 'graph-with-slider'),
    dcc.Slider(
        id = 'years-slider',
        min = df['year'].min(),
        max = df['year'].max(),
        value = df['year'].min(),
        step = None,
        marks = {str(year): str(year) for year in df['year'].unique()}
    )
])

@app.callback(
    dash.dependencies.Output(component_id = 'graph-with-slider', component_property = "figure"),
    [dash.dependencies.Input('years-slider', 'value')]
)
def update_figure(selected_year):
    filtered_df = df[df.year == selected_year]
    traces = []
    for i in filtered_df.continent.unique():
        df_by_continent = filtered_df[filtered_df['continent'] == i]
        traces.append(go.Scatter(
            x = df_by_continent['gdpPercap'],
            y = df_by_continent['lifeExp'],
            text = df_by_continent['country'],
            mode = 'markers',
            opacity = 0.7,
            marker = {
                'size': 15,
                'line': {'width':0.5, 'color':'white'}
            },
            name = i
        ))
    return {
        'data': traces,
        'layout': go.Layout(
            xaxis = {'type':'log', 'title':'GDP Per Capita'},
            yaxis = {'title':'Life Expectancy', 'range':[20,90]},
            margin = {'l':40, 'b':40, 't':10, 'r':10},
            legend = {'x':0, 'y':1},
            hovermode = 'closest'
        )
    }

if __name__ == '__main__':
    app.run_server()

首先是在布局中設(shè)置了兩個(gè)占位組件撰豺,這兩個(gè)占位組件一個(gè)用于提供年份用于篩選粪般,一個(gè)用于則是展示輸出。然后update_figure接受值返回對(duì)應(yīng)的圖形對(duì)象污桦,最后展示到瀏覽器中亩歹。

Dash應(yīng)用在啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)加載數(shù)據(jù),因此當(dāng)用戶訪問(wèn)應(yīng)用的時(shí)候,數(shù)據(jù)已經(jīng)在內(nèi)存中捆憎,隨后用戶的交互操作就能得到及時(shí)的響應(yīng)舅柜。當(dāng)然callback函數(shù)不會(huì)修改原始數(shù)據(jù),它僅僅是在內(nèi)存中創(chuàng)建新的拷貝而已躲惰。

多個(gè)輸入值

上一節(jié)只是單個(gè)輸入單個(gè)輸出致份,在Dash中,每個(gè)Output础拨,都可以由多個(gè)Input氮块。這一部分則是介紹通過(guò)加入更多調(diào)節(jié)組件多角度地展示數(shù)據(jù)。這里用到了五個(gè)調(diào)節(jié)組件诡宗,為2個(gè)Dropdown, 2個(gè)RadioItems和1個(gè)Slider滔蝉。

import dash
from dash.dependencies import Input, Output
import dash_core_components as dcc
import dash_html_components as html
import plotly.graph_objs as go
import pandas as pd

app = dash.Dash()

df = pd.read_csv(
    'https://gist.githubusercontent.com/chriddyp/'
    'cb5392c35661370d95f300086accea51/raw/'
    '8e0768211f6b747c0db42a9ce9a0937dafcbd8b2/'
    'indicators.csv')

available_indicators = df['Indicator Name'].unique()

app.layout = html.Div([
    html.Div([
        html.Div([
            dcc.Dropdown(
                id='xaxis-column',
                options=[{'label':i, 'value':i} for i in available_indicators],
                value = 'Fertility rate, total(births per woman)'
                ),
            dcc.RadioItems(
                id = 'xaxis-type',
                options = [{'label':i, 'value':i} for i in ['Liner','Log']],
                value = 'Liner',
                labelStype={'display':'inline-block'}
            )
        ],
        style = {'width':'48%', 'display':'inline-block'}),
        html.Div([
            dcc.Dropdown(
                id = 'yaxis-column',
                options = [{'label':i, 'value':i} for i in available_indicators],
                value = 'Life expectancy at birth, total(year)'
            ),
            dcc.RadioItems(
                id = 'yaxis-type',
                options = [{'label':i, 'value':i} for i in ['Liner','Log']],
                value = 'Liner',
                labelStyle={'display':'inline-block'}
            )
        ], style={'width':'48%','float':'right','display':'inline-block'})
    ]),
    dcc.Graph(id='indicator-graphic'),
    dcc.Slider(
        id='year-slider',
        min=df['Year'].min(),
        max=df['Year'].max(),
        value=df['Year'].max(),
        step=None,
        marks={str(year): str(year) for year in df['Year'].unique()}
    )
])

@app.callback(
    Output('indicator-graphic','figure'),
    [Input('xaxis-column','value'),
     Input('yaxis-column','value'),
     Input('xaxis-type','value'),
     Input('yaxis-type','value'),
     Input('year-slider','value')
    ]
)
def update_graph(xaxis_column_name, yaxis_column_name,
                 xaxis_type, yaxis_type,
                 year_value):
    dff = df[df['Year'] == year_value]
    return {
        'data':[go.Scatter(
            x=dff[dff['Indicator Name'] == xaxis_column_name]['Value'],
            y=dff[dff['Indicator Name'] == yaxis_column_name]['Value'],
            text=dff[dff['Indicator Name'] == yaxis_column_name]['Country Name'],
            mode = 'markers',
            marker = {
                'size': 15,
                'opacity': 0.5,
                'line':{'width':0.5, 'color':'white'}
            }
        )],
        'layout':go.Layout(
            xaxis={
                'title':xaxis_column_name,
                'type':'linear' if xaxis_type == 'Liner' else 'log'
            },
            yaxis={
                'title': yaxis_column_name,
                'type': 'linear' if yaxis_type == 'Liner' else 'log'
            },
            margin={'l':40, 'b':40,'t':10,'r':0},
            hovermode='closest'
        )
    }

if __name__ == '__main__':
    app.run_server()

和單個(gè)輸入?yún)^(qū)別不大,就是輸入多了塔沃,要寫(xiě)的代碼多了蝠引,寫(xiě)代碼的時(shí)候可能會(huì)寫(xiě)錯(cuò)而已。如果有多個(gè)輸出的需求蛀柴,只要定義多個(gè)callback函數(shù)即可螃概。

第二部分小節(jié)

Dash應(yīng)用使用裝飾器callback進(jìn)行響應(yīng)式編程「爰玻回調(diào)函數(shù)根據(jù)component_idcomponent_property從不同組件中獲取輸入值吊洼,然后其所裝飾的函數(shù)進(jìn)行計(jì)算后,將值返回裝飾器制肮,最后將計(jì)算結(jié)果輸出到指定組件中冒窍。

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