[matplotlib] boxplot 그리기

boxplot

박스플롯은 다음의 형태를 가집니다.

그림 1. boxplot

박스 플롯은 그림 1과 같이 자료의 4분위수를 표시합니다.

• 박스 아래의 수평바 : 이상치를 제외한 자료의 최소값(하한값)
• 박스의 하단 : Q₁
• 박스 내부의 선 : Q₂, 자료의 중간값(median)
• 박스 상단: Q₃
• 박스 위의 수평바: 이상치를 제외한 자료의 최대값(상한값)
• 박스와 수염모양의 바를 벗어난 점: 이상치

최대값과 최소값은 식 1과 같이 계산합니다.

IQR = Q3 - Q1	(식 1)
하한 = Q1 - IQR·1.5
상한 = Q3 + IQR·1.5

boxplot은 다음 함수로 작성할 수 있습니다.

• plt.boxplot(x, norch=None, sym=None, vert=None)
  • x: 배열, 벡터의 시퀀스
    2차원일 경우 열단위로 작성
  • norch: True → 중앙값 주변에 신뢰구간(CI)를 나타냄
  • sym: 이상치 표시, 기본값은 None
  • whis: 상한과 하한의 계산하기 위해 IQR에 고려하는 가중치로 기본값은 1.5
    하한(lower whisker)의 위치: Q₁ - whis × (Q₃-Q₁)
    상한(upper whisker)의 위치: Q₃ + whis × (Q₃-Q₁)
  • vert
    True → 박스 그림을 수직으로 작성(기본값 None과 같음)
    False : → 박스그림을 수평으로 작성

np.random.seed(3)
da=np.random.randn(1000, 3)
plt.figure(figsize=(4, 3))
plt.boxplot(da,  sym="b1", notch=True)
plt.show()

fig, ax=plt.subplots(figsize=(4,3))
box=ax.boxplot(da, notch=True, sym="g+", vert=False)
ax.set_xlabel("value")
ax.set_ylabel("var.", rotation="horizontal", labelpad=10)
plt.show()

위 그림 객체인 box는 그래프외에 다양한 정보를 포함합니다. 대표적으로 'whikers', 'median', 'fliers'는 다음과 같습니다.

• box['whikers']: (Q1, minimum), (Q3, maximum)을 반환
• box['median']: median 값을 반환
• box['fliers']: min, max를 초과하는 이상치를 반환

[i.get_ydata()  for i in box["whiskers"]]

[array([-0.68075585, -2.60017737]),
 array([0.65068116, 2.44832444]),
 array([-0.64932561, -2.57097837]),
 array([0.67260738, 2.56686854]),
 array([-0.7197566 , -2.67652137]),
 array([0.6323977 , 2.53058273])]

[i.get_xdata() for i in box["medians"]]

[array([-0.01380357, -0.01380357]),
 array([-0.00793198, -0.00793198]),
 array([-0.01982575, -0.01982575])]

[i.get_xdata() for i in box["fliers"]]

[array([-2.97712531, -3.027048  , -3.05131306,  2.81187838,  2.71192633,
         2.95940895]),
 array([-2.91573775, -2.68510868, -3.1739823 ,  3.31430424,  3.70245824,
         2.76020545,  3.62528749,  3.00679945,  2.72089679]),
 array([-2.9839702 , -2.97099952,  2.67611247,  2.68793049,  2.87259971])]