Matplotlibで100％積み上げ面グラフを作成する方法

Matplotlibを使って100％積み上げ面グラフ（スタックエリアチャート）を作成するには、以下の手順に従います。

作成手順

• 図のサイズを設定し、サブプロット間および周囲の余白を調整します。

• 年（X軸の値）のリストを作成します。

• 各年の人口データを格納した辞書を作成します。

• 図（figure）とサブプロット（axes）を作成します。

• stackplot() メソッドで積み上げ面グラフを描画します。

• 凡例を図の左上（'upper left'）に配置します。

• タイトル、X軸ラベル、Y軸ラベルを設定します。

• show() メソッドで図を表示します。

サンプルコード

import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams["figure.figsize"] = [7.50, 3.50]
plt.rcParams["figure.autolayout"] = True

year = [1950, 1960, 1970, 1980, 1990, 2000, 2010, 2018]

population_by_continent = {
    'africa': [228, 284, 365, 477, 631, 814, 1044, 1275],
    'americas': [340, 425, 519, 619, 727, 840, 943, 1006],
    'asia': [1394, 1686, 2120, 2625, 3202, 3714, 4169, 4560],
    'europe': [220, 253, 276, 295, 310, 303, 294, 293],
    'oceania': [12, 15, 19, 22, 26, 31, 36, 39],
}

fig, ax = plt.subplots()
ax.stackplot(year, population_by_continent.values(), labels=population_by_continent.keys())

ax.legend(loc='upper left')
ax.set_title('World population')

ax.set_xlabel('Year')
ax.set_ylabel('Number of people (millions)')

plt.show()

実行結果

このコードを実行すると、各大陸の人口が年ごとに積み上げられた面グラフが表示されます。左上には凡例が配置され、各大陸の色がひと目でわかるようになっています。

厳密な「100％」積み上げにするには

上記のコードは絶対値をそのまま積み上げたものです。各年の合計に対する割合（パーセンテージ）として表示したい場合は、事前にデータを正規化してから stackplot() に渡します。

import numpy as np

values = np.array(list(population_by_continent.values()))
totals = values.sum(axis=0)
percentages = values / totals * 100

fig, ax = plt.subplots()
ax.stackplot(year, percentages, labels=population_by_continent.keys())

ax.set_ylim(0, 100)
ax.legend(loc='upper left')
ax.set_title('World population (100% stacked)')
ax.set_xlabel('Year')
ax.set_ylabel('Share of population (%)')

plt.show()

このようにY軸の範囲を set_ylim(0, 100) で固定すれば、常に全体が100％になる積み上げ面グラフを作成できます。構成比の推移を見たい場合に特に有効な手法です。