Julia でヒストグラムを描く(Mac)

環境

特にここを理解しなくともヒストグラムの描画はできます (そもそも私もよくわかってません)。お急ぎの方は次のセクションへお進みください。

ヒストグラムを描画する上で (直接的/間接的関係なく) 使うのは以下のものたちです。

GR Framework の説明は https://gr.readthedocs.io に以下のように書かれています。

GR is a universal framework for cross-platform visualization applications。

なんか図を描くためのフレームワークっぽいですね。

GR.jl はこのフレームワークのインターフェースを提供している Julia パッケージということでしょうかね。

そして GKSTerm が直接画像の生成を担っているソフトウェアです。GR.jl を Mac にインストールすると、GKSTerm も自動的にインストールされるみたいです。

上のページには以下のような図も載っていました。まーよくわかってなくてもグラフは描けます。

以下の手順で直接扱うのが StatsBase.jl と Plots.jl です。StatsBase はデータの集計をするためのパッケージで、Plots はグラフ描画に使います。

Plots はグラフ描画ソフトウェア ( = バックエンド) を抽象化して扱うことができ、バックエンドとして GR を選ぶことも、PyPlot を選ぶこともできるみたいです。デフォルトでは GR が使われます。

StatsBase と Plots をインストールします。ターミナルで Julia の REPL を起動します。そこで ] を押すと、プロンプトが以下のように変わるはずです。

(@v1.4) pkg>

ここで add StatsBase とすれば StatsBase がインストールできます。Plots をインストールすることで依存関係にある GR もインストールされます。

ヒストグラムを作成にはデータの集計がつきものです。データを集計するには以下のように StatsBase を使います。

using StatsBase

data = [1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4]
h = fit(Histogram, data, [1, 2, 3, 4, 5])

h は Histogram 型の値なのですが、実質的には [3, 2, 3, 4] という配列が作られているという理解でよいかと思います。

配列 [1, 2, 3, 4, 5] により、「1以上2未満」「2以上3未満」「3以上4未満」「4以上5未満」という4区画に分けて集計することを指定しています。

ただしこんな配列いちいち書いてられないので、StepRange を使って以下のように書くのが良いでしょう。

h = fit(Histogram, data, 1:1:5)

また、「1以上2未満」ではなく「1より大きく2以下」という区分にしたい場合は closed を指定すればOKです。

fit(Histogram, data, 1:1:5, closed = :left)  # 1以上2未満 (default)
fit(Histogram, data, 1:1:5, closed = :right)  # 1より大きく2以下

描画には次のように Plots パッケージを使います。とくに説明がなくともなにをやっているかは分かるかと思います。

using Plots

plot(h, title = "my histogram", label = "number of values", ylim = (0, 4))

すると以下のようなヒストグラムが得られます。

たまに使うんだけど毎回やり方を忘れてしまうようなことは、しっかりメモしておくべきですね。