使用Rust Plotly实现数据可视化

Plotly是一个强大的数据可视化工具，可以使用它为Rust项目创建令人惊叹的图形、图表和其他可视化效果。Plotly是一个基于流行的Plotly.js库构建的开源库，它提供了一个用于创建交互式绘图的高级接口。

Plotly对于处理数据密集型项目非常方便，可以帮助创建美观且信息丰富的可视化效果，以便于沟通。该库易于使用，其高级接口简化到了仅用几行代码就能创建复杂可视化的过程。在本文中，我们将介绍如何使用Plotly库开始绘图。

开始使用Plotly

创建一个新的Rust项目：

cargo new plotly-tutorial

然后打开Cargo.toml文件，将Plotly添加到项目依赖项中：

[dependencies]
plotly = "0.6.0"

下面是如何使用Plotly创建一个简单的散点图，在src/main.rs中写入如下代码：

use plotly::common::{Mode, Title};
use plotly::layout::{Axis, Layout};
use plotly::{Plot, Scatter};

fn main() {
    let trace = Scatter::new(vec![1,  2, 3], vec![4, 5, 6]).mode(Mode::Markers);

    let layout = Layout::new().x_axis(Axis::new().title(Title::from("X Axis")))
        .y_axis(Axis::new().title(Title::from("Y Axis")))
        .title(Title::from("My Plot"));

    let mut plot = Plot::new();
    plot.add_trace(trace);
    plot.set_layout(layout);
    plot.show();
}

在main函数中，trace变量创建一个新的Scatter对象，其中包含X轴和Y轴的两个数据点向量。mode函数调用散点对象，将数据点显示为绘图上的标记。

Layout::new函数用x_axis和y_axis函数创建一个新的Layout对象，这两个函数指定轴和标签。title函数为图表指定一个名称。

最后，程序创建了一个绘图，并用add_trace和set_layout函数将它们添加到绘图中。show函数在浏览器的新窗口中显示绘图。

下面是运行程序时的结果图：

使用Plotly创建基本图表

使用Plotly，可以创建各种绘图类型，从折线图、散点图到条形图等。

用Plotly绘制折线图

需要使用Plotly的Plot、Scatter和Title模块来绘制折线图，下面是如何用两个Vector表示X和Y值来绘制折线图：

use plotly::{Plot, Scatter};
use plotly::common::Title;

fn main() {
    // 为折线图创建数据
    let x_values = vec![1, 2, 3, 4, 5];
    let y_values = vec![2, 4, 6, 8, 10];

    // 用数据创建散点图
    let scatter = Scatter::new(x_values, y_values).name("Line Chart");

    // 创建一个图并添加散点
    let mut plot = Plot::new();
    plot.add_trace(scatter);

    // 自定义图表布局
    plot.set_layout(plotly::Layout::new().title(Title::from("折线图")));

    // 在浏览器窗口中显示该图
    plot.show();
}

x_values和y_values是折线图数据的向量，scatter变量使用数据创建了一个散点图。plot变量是新图表的一个实例。

用Plotly绘制条形图

需要Bar模块来使用Plotly绘制条形图，在创建绘图布局和添加痕迹布局之前，将首先为条形图定义数据并创建条形痕迹：

use plotly::{Plot, Bar};
use plotly::common::{Title};
use plotly::layout::{Axis, Layout};

fn main() {
    // 为条形图定义数据
    let x_data = vec!["苹果", "橘子", "香蕉"];
    let y_data = vec![10, 20, 15];

    // 创建条形痕迹
    let trace = Bar::new(x_data, y_data)
        .name("水果销售");

    // 创建图表布局
    let layout = Layout::new()
        .title(Title::new("水果销售"))
        .x_axis(Axis::new().title(Title::new("水果")))
        .y_axis(Axis::new().title(Title::new("销售")));

    // 创建图表，并添加痕迹和布局
    let mut plot = Plot::new();
    plot.add_trace(trace);
    plot.set_layout(layout);

    // Show the plot in the default browser
    plot.show()
}

代码用x_data和y_data变量在浏览器上绘制水果销售的条形图。

更改颜色和线条样式

颜色给图表增加了变化和趣味，Plotly提供了许多颜色和线条样式来定制你的绘图。需要使用NamedColor模块来处理Plotly中的颜色。

下面是如何创建带有两条轨迹的散点图，并使用Plotly指定颜色：

use plotly::common::Mode;
use plotly::{NamedColor, Plot, Scatter};

fn main() {
    // 定义一些示例数据
    let x_values: Vec<f64> = vec![1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0];
    let y_values_1: Vec<f64> = vec![2.0, 4.0, 3.0, 1.0, 5.0];
    let y_values_2: Vec<f64> = vec![4.0, 1.0, 3.0, 2.0, 5.0];

    // 创建一个带有两条轨迹的散点图
    let trace1 = Scatter::new(x_values.clone(), y_values_1.clone())
        .mode(Mode::Lines)
        .name("Trace 1")
        .line(plotly::common::Line::new().color(NamedColor::Black).width(5 as f64).dash(plotly::common::DashType::LongDashDot));
    let trace2 = Scatter::new(x_values, y_values_2)
        .mode(Mode::Lines)
        .name("Trace 2")
        .line(plotly::common::Line::new().color(NamedColor::LightSeaGreen).width(5 as f64).dash(plotly::common::DashType::DashDot));

    let mut plot = Plot::new();
    plot.add_trace(trace1);
    plot.add_trace(trace2);

    plot.show();
}

程序创建了一个带有两条轨迹的散点图。颜色函数改变绘图的颜色。第一个trace的颜色是Black，第二个trace的颜色是lightsegreen。

可以使用DashType为绘图指定虚线类型的线条样式。第一个轨迹具有LongDashDot线条样式，第二个轨迹具有DashDot线条样式：

总结

在Rust中构建交互式web应用程序时，Plotly是一个有用的工具。在本文中，我们学习了如何使用Plotly绘制各种图表，以及如何自定义这些图表。