원그래프¶

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams["font.family"] = "Apple SD Gothic Neo"   # 한글 글꼴
plt.rcParams["axes.unicode_minus"] = False            # 음수 기호가 네모가 되지 않게

# 과일 바구니의 구성. 원그래프는 "전체를 이루는 부분"에만 쓸 수 있다.
labels = '사과', '바나나', '체리', '대추야자'
sizes = [215, 130, 245, 210]     # 개수. 합이 800이며 자동으로 백분율로 환산된다
colors = ['gold', 'yellowgreen', 'lightcoral', 'lightskyblue']
explode = (0.1, 0, 0, 0)         # 첫 조각만 0.1만큼 바깥으로 밀어 강조

fig, ax = plt.subplots()
wedges, _, _ = ax.pie(sizes,
       explode=explode,
       labels=labels,
       colors=colors,
       autopct='%1.1f%%',        # 각 조각에 백분율 표시 (소수점 한 자리)
       shadow=True,
       startangle=140,           # 첫 조각이 시작하는 각도
       radius=1.5,
       counterclock=True)        # 반시계 방향으로 배치
ax.axis('equal')                 # 가로세로 비를 맞춰 원이 찌그러지지 않게 한다
ax.set_title('바구니 속 과일의 구성')
plt.show()

# (1) 조각의 중심각이 360 * p 인가. wedge 의 시작각과 끝각을 뺀다.
T = sum(sizes)
print(f"{'범주':>6}{'도수':>6}{'비율':>9}{'360p':>9}{'실측 각도':>11}")
for lab, x, w in zip(labels, sizes, wedges):
    print(f"{lab:>6}{x:>6}{x/T:>9.5f}{360*x/T:>9.2f}{w.theta2 - w.theta1:>11.2f}")
print(f"{'합':>6}{T:>6}{sum(sizes)/T:>9.5f}{360.0:>9.2f}"
      f"{sum(w.theta2 - w.theta1 for w in wedges):>11.2f}")

# (2) 합이 1 이 아닌 자료를 넣으면 없던 비율이 만들어진다.
multi = [60, 70, 20]             # 복수응답: 참 비율의 합이 1.5 다
print(f"\n복수응답 입력 {multi} (합 {sum(multi)})")
for name, x in zip(["TV", "유튜브", "신문"], multi):
    print(f"  {name:>4}: 참 {x/100:.3f}  →  원그래프가 그리는 값 "
          f"{x/sum(multi):.3f}  ({360*x/sum(multi):.1f}도)")

    범주    도수       비율     360p      실측 각도
    사과   215  0.26875    96.75      96.75
   바나나   130  0.16250    58.50      58.50
    체리   245  0.30625   110.25     110.25
  대추야자   210  0.26250    94.50      94.50
     합   800  1.00000   360.00     360.00

복수응답 입력 [60, 70, 20] (합 150)
    TV: 참 0.600  →  원그래프가 그리는 값 0.400  (144.0도)
   유튜브: 참 0.700  →  원그래프가 그리는 값 0.467  (168.0도)
    신문: 참 0.200  →  원그래프가 그리는 값 0.133  (48.0도)

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams["font.family"] = "Apple SD Gothic Neo"   # 한글 글꼴
plt.rcParams["axes.unicode_minus"] = False            # 음수 기호가 네모가 되지 않게

sizes = [215, 130, 245, 210]
labels = ['사과', '바나나', '체리', '대추야자']

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2, figsize=(12, 4))

# 왼쪽: 원그래프. 백분율 숫자를 일부러 빼고 각도만 남긴다.
ax1.pie(sizes, labels=labels, startangle=140, counterclock=True,
        colors=['gold', 'yellowgreen', 'lightcoral', 'lightskyblue'])
ax1.set_title("원그래프")

# 오른쪽: 같은 자료를 정렬한 막대그림
order = np.argsort(sizes)[::-1]
ax2.bar([labels[i] for i in order], [sizes[i] for i in order],
        color='steelblue', width=0.55)
ax2.set_title("막대그림 (같은 자료, 정렬함)")
ax2.set_ylabel("개수")
ax2.spines[['top', 'right']].set_visible(False)

plt.tight_layout()
plt.show()

x = np.array(sizes, float)
T = x.sum()
p = x / T
dp = (x[0] - x[3]) / T          # 사과와 대추야자의 비율 차
pmax = p.max()

# 두 부호화가 담는 비는 같다.
print(f"값의 비   {x[0]:.0f}/{x[3]:.0f} = {x[0]/x[3]:.4f}")
print(f"각도의 비 {360*p[0]:.2f}/{360*p[3]:.2f} = {p[0]/p[3]:.4f}")

# 다른 것은 그 차이가 눈금 전체에서 차지하는 비중이다.
print(f"\n비율 차 dp = {dp:.5f}")
print(f"  원그래프: 각도 차 {360*dp:.2f}도   = 한 바퀴 360도의 {dp:.3%}")
print(f"  막대그림: 높이 차 {x[0]-x[3]:.0f}       = 축 길이 {x.max():.0f}의 {dp/pmax:.3%}")
print(f"  확대 배율 1/p_max = {1/pmax:.3f}")

print("\n범주가 고를 때는 배율이 곧 범주 수 K 다")
for K in (2, 4, 7, 12):
    print(f"  K = {K:>2}:  p_max = 1/K = {1/K:.4f},  배율 {1/(1/K):.0f}")

값의 비   215/210 = 1.0238
각도의 비 96.75/94.50 = 1.0238

비율 차 dp = 0.00625
  원그래프: 각도 차 2.25도   = 한 바퀴 360도의 0.625%
  막대그림: 높이 차 5       = 축 길이 245의 2.041%
  확대 배율 1/p_max = 3.265

범주가 고를 때는 배율이 곧 범주 수 K 다
  K =  2:  p_max = 1/K = 0.5000,  배율 2
  K =  4:  p_max = 1/K = 0.2500,  배율 4
  K =  7:  p_max = 1/K = 0.1429,  배율 7
  K = 12:  p_max = 1/K = 0.0833,  배율 12

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams["font.family"] = "Apple SD Gothic Neo"   # 한글 글꼴
plt.rcParams["axes.unicode_minus"] = False            # 음수 기호가 네모가 되지 않게

sizes = [215, 130, 245, 210]
labels = ['사과', '바나나', '체리', '대추야자']

# 도넛은 원그래프에서 가운데를 비운 것이다. 조각의 두께가 모두 같아져
# 넓이 단서가 줄고 호의 길이로 읽게 된다.
fig, ax = plt.subplots(figsize=(5, 4))
wedges, _, _ = ax.pie(sizes, labels=labels, autopct='%1.1f%%', startangle=140,
       colors=['gold', 'yellowgreen', 'lightcoral', 'lightskyblue'],
       wedgeprops=dict(width=0.45))   # 조각의 두께. 원 반지름보다 작으면 도넛이 된다
ax.set_title("도넛 그래프")
plt.show()

r = wedges[0].r
ri = r - wedges[0].width
print(f"바깥 반지름 r = {r:.2f},  두께 w = {wedges[0].width:.2f},  안쪽 반지름 r_i = {ri:.2f}")
print(f"고리 넓이 / 원 넓이 = 1 - (r_i/r)^2 = {1 - (ri/r)**2:.4f}"
      f"   →  넓이의 {1-(1-(ri/r)**2):.2%} 가 사라진다")

T = sum(sizes)
print(f"\n{'범주':>6}{'비율':>9}{'각도':>9}{'원 넓이':>11}{'도넛 넓이':>12}{'비':>9}")
for lab, x, w in zip(labels, sizes, wedges):
    p = x / T
    a_pie = np.pi * r**2 * p
    a_don = np.pi * (r**2 - ri**2) * p
    print(f"{lab:>6}{p:>9.5f}{w.theta2-w.theta1:>9.2f}"
          f"{a_pie:>11.5f}{a_don:>12.5f}{a_don/a_pie:>9.4f}")
print(f"{'합':>6}{1.0:>9.5f}{360.0:>9.2f}"
      f"{np.pi*r**2:>11.5f}{np.pi*(r**2-ri**2):>12.5f}{1-(ri/r)**2:>9.4f}")

# 도넛을 잘라 펴면 길이 2*pi*r 의 100% 누적 막대 하나다.
print(f"\n바깥 호의 길이 (합 = 2*pi*r = {2*np.pi*r:.5f})")
for lab, x in zip(labels, sizes):
    print(f"  {lab:>6}: {2*np.pi*r*x/T:.5f}  = 둘레의 {x/T:.3%}")

바깥 반지름 r = 1.00,  두께 w = 0.45,  안쪽 반지름 r_i = 0.55
고리 넓이 / 원 넓이 = 1 - (r_i/r)^2 = 0.6975   →  넓이의 30.25% 가 사라진다

    범주       비율       각도       원 넓이       도넛 넓이        비
    사과  0.26875    96.75    0.84430     0.58890   0.6975
   바나나  0.16250    58.50    0.51051     0.35608   0.6975
    체리  0.30625   110.25    0.96211     0.67107   0.6975
  대추야자  0.26250    94.50    0.82467     0.57521   0.6975
     합  1.00000   360.00    3.14159     2.19126   0.6975

바깥 호의 길이 (합 = 2*pi*r = 6.28319)
      사과: 1.68861  = 둘레의 26.875%
     바나나: 1.02102  = 둘레의 16.250%
      체리: 1.92423  = 둘레의 30.625%
    대추야자: 1.64934  = 둘레의 26.250%

import matplotlib.pyplot as plt

fig, axes = plt.subplots(1, 2, figsize=(7, 3))
for ax, sizes in zip(axes, ([3, 1, 1], [0.6, 0.2, 0.2])):
    wedges, _, _ = ax.pie(sizes, autopct='%1.1f%%')
    ax.set_title(str(sizes))
    print(sizes, "-> 각도:", [round(w.theta2 - w.theta1, 1) for w in wedges])
plt.tight_layout()
plt.show()

[3, 1, 1] -> 각도: [216.0, 72.0, 72.0]
[0.6, 0.2, 0.2] -> 각도: [216.0, 72.0, 72.0]

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams["font.family"] = "Apple SD Gothic Neo"   # 한글 글꼴
plt.rcParams["axes.unicode_minus"] = False            # 음수 기호가 네모가 되지 않게

labels = ["A팀", "B팀", "C팀", "D팀", "E팀", "F팀"]
values = np.array([23, 19, 18, 17, 12, 11])

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2, figsize=(11, 4))

ax1.pie(values, labels=labels, autopct='%1.0f%%', startangle=90)
ax1.axis('equal')
ax1.set_title("원그래프: 3위와 4위를 구별할 수 있는가?")

order = np.argsort(values)                      # 가로 막대는 아래에서 위로 쌓인다
ax2.barh(np.array(labels)[order], values[order])
ax2.set_title("정렬한 막대: 순위가 그대로 보인다")
ax2.spines[["top", "right"]].set_visible(False)

plt.tight_layout()
plt.show()

print("3위와 4위 값:", values[2], values[3], " 차이:", values[2] - values[3])
print("각도 차이:", round((values[2] - values[3]) / values.sum() * 360, 2), "도")

3위와 4위 값: 18 17  차이: 1
각도 차이: 3.6 도

angles = [126, 90, 72, 72]
props = [a / 360 for a in angles]
print("비율(%):", [round(p * 100, 1) for p in props])
print("합계 확인:", sum(props))
print("도수:", [round(p * 4500) for p in props])

비율(%): [35.0, 25.0, 20.0, 20.0]
합계 확인: 1.0
도수: [1575, 1125, 900, 900]

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

plt.rcParams["font.family"] = "Apple SD Gothic Neo"   # 한글 글꼴
plt.rcParams["axes.unicode_minus"] = False            # 음수 기호가 네모가 되지 않게

groups = ["2021", "2022", "2023", "2024"]
cats = ["A", "B", "C"]
data = np.array([[50, 30, 20],       # 각 행이 한 해의 구성비
                 [45, 33, 22],
                 [38, 36, 26],
                 [30, 38, 32]], dtype=float)
pct = data / data.sum(axis=1, keepdims=True) * 100

fig, (ax1, ax2) = plt.subplots(1, 2, figsize=(12, 3.5))

# 원그래프 넷: 해마다 A가 줄어드는 추세가 보이는가?
for i, g in enumerate(groups):
    sub = fig.add_subplot(2, 8, i + 1)
    sub.pie(pct[i], startangle=90)
    sub.set_title(g, fontsize=9)
ax1.axis("off")
ax1.set_title("원그래프 넷", pad=30)

# 100% 누적 가로 막대: 추세가 한눈에 보인다
left = np.zeros(len(groups))
for j, c in enumerate(cats):
    ax2.barh(groups, pct[:, j], left=left, label=c)
    left += pct[:, j]
ax2.set_xlim(0, 100)
ax2.set_xlabel("%")
ax2.legend(ncol=3, loc="lower right", bbox_to_anchor=(1.0, -0.42))
ax2.set_title("100% 누적 막대")

plt.tight_layout()
plt.show()

print("A의 비율 추이(%):", pct[:, 0].round(1))

A의 비율 추이(%): [50. 45. 38. 30.]

vals = [45, 40, 30]
total = sum(vals)
print("원자료(%):", vals)
print("원그래프가 그리는 값(%):", [round(v / total * 100, 1) for v in vals])

원자료(%): [45, 40, 30]
원그래프가 그리는 값(%): [39.1, 34.8, 26.1]

for k in (3, 5, 7, 10, 20):
    ang = 360 / k
    print(f"k={k:>2}: 조각당 {ang:6.1f}도, 10% 차이 = {ang * 0.1:4.1f}도")

k= 3: 조각당  120.0도, 10% 차이 = 12.0도
k= 5: 조각당   72.0도, 10% 차이 =  7.2도
k= 7: 조각당   51.4도, 10% 차이 =  5.1도
k=10: 조각당   36.0도, 10% 차이 =  3.6도
k=20: 조각당   18.0도, 10% 차이 =  1.8도