構(gòu)建可視化?web的?Python?神器streamlit
前言:
今天要介紹這個神器,可以說是 pywebio 的 Plus + Pro + Max 版,原諒我的詞窮,但它真的非常的強~
正常在學(xué)習(xí)一個新框架之前, 肯定要先調(diào)研下這個框架究竟能做些什么事吧?
但對于 streamlit 來說,請你相信我,這是一個你可以無腦去學(xué)習(xí)的框架,我之所以這么說,是因為我相信終有一天,你一定能用得上它。
Streamlit 是一個用于機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)可視化的 Python 框架,它能幾行代碼就構(gòu)建出一個精美的在線 app 應(yīng)用。
它能做什么,取決于你想干什么?
streamlit 的功能強大,要學(xué)習(xí)的函數(shù)雖然多,但非常容易上手,學(xué)習(xí)成本卻遠(yuǎn)比 前端+Flask 來得低得低。接下來,我會一一介紹。
1. 如何安裝?
和安裝其他包一樣,安裝 streamlit 非常簡單,一條命令即可
??pip?install?streamlit?
考慮到 streamlit 會附帶安裝比較多的工具依賴包,為了不污染當(dāng)前的主要環(huán)境,我使用 venv 新建一個虛擬環(huán)境。
??python3?-m?venv?.
然后使用如下命令進入該虛擬環(huán)境
??source?./venv/bin/activate
接下來,再安裝 streamlit ,命令在上邊。
安裝的包比較多(數(shù)了下竟然接近 92 個?),過程也會很久,需要點耐心
??pip?list?|?wc?-l ??????92
在安裝過程中,可能會遇到一些問題,但也不一定,這取決于你的機器,如遇到問題請自行借助搜索引擎解決。
2. 入門示例
Streamlit 提供了一些入門示例,執(zhí)行如下命令即可
??streamlit?hello
執(zhí)行后 streamlit 會自動打開瀏覽器加載一個本地頁面 http://localhost:8501/
這里面有很多的 demo,你可以看一下,這些 Demo 還有對應(yīng)的配套代碼
這些代碼直接拷貝保存,就可以在本地直接通過如下命令直接運行
??streamlit?run?st-demo.py
2. Markdown 文本
導(dǎo)入 streamlit 后,就可以直接使用 st.markdown() 初始化,調(diào)用不同的方法,就可以往文檔對象中填入內(nèi)容
- st.title():文章大標(biāo)題
- st.header():一級標(biāo)題
- st.subheader():二級標(biāo)題
- st.text():文本
- st.code():代碼,同時可設(shè)置代碼的語言,顯示的時候會高亮
- st.latex():latex 公式
- st.caption():小字體文本
如下我自己寫的一個小 Demo,供參考
import?streamlit?as?st #?markdown st.markdown('Streamlit?Demo') #?設(shè)置網(wǎng)頁標(biāo)題 st.title('一個傻瓜式構(gòu)建可視化?web的?Python?神器?--?streamlit') #?展示一級標(biāo)題 st.header('1.?安裝') st.text('和安裝其他包一樣,安裝?streamlit?非常簡單,一條命令即可') code1?=?'''pip3?install?streamlit''' st.code(code1,?language='bash') #?展示一級標(biāo)題 st.header('2.?使用') #?展示二級標(biāo)題 st.subheader('2.1?生成?Markdown?文檔') #?純文本 st.text('導(dǎo)入?streamlit?后,就可以直接使用?st.markdown()?初始化') #?展示代碼,有高亮效果 code2?=?'''import?streamlit?as?st st.markdown('Streamlit?Demo')''' st.code(code2,?language='python')
Streamlit 運行的方式 與普通的腳本 有所不同,應(yīng)該使用 streamlit run st-demo.py
運行后就會自動打開瀏覽器加載這個頁面,如果沒有自動打開,也可以手動拷貝上圖中的鏈接打開訪問。
是不是有點那個味了?就這,還只是開胃菜~
3. 數(shù)據(jù)圖表支持
3.1 圖表組件
關(guān)于數(shù)據(jù)的展示,streamlit 由兩個組件進行支持
- table:普通的表格,用于靜態(tài)數(shù)據(jù)的展示
- dataframe:高級的表格,可以進行數(shù)據(jù)的操作,比如排序
Table 的示例:
df?=?pd.DataFrame( ????np.random.randn(10,?5), ????columns=('第%d列'?%?(i+1)?for?i?in?range(5)) ) st.table(df)
效果如下:
Datafram 的示例:
df?=?pd.DataFrame( ????np.random.randn(10,?5), ????columns=('第%d列'?%?(i+1)?for?i?in?range(5)) ) st.dataframe(df.style.highlight_max(axis=0))
效果如下,可以看到在圖示外,有個向下的小箭頭,你點一下,就會進行排序,除此之外,你還能看到我對最大值進行了高亮顯示,原因是我傳入的參數(shù)是 df.style.highlight_max(axis=0)
其實還有 n 多種樣式,比如:
- highlight_null:空值高亮
- highlight_min:最小值高亮
- highlight_max:最大值高亮
- highlight_between:某區(qū)間內(nèi)的值高亮
- highlight_quantile:暫沒用過
這些你都可以在源代碼中找到示例
3.2 監(jiān)控組件
在采集到一些監(jiān)控數(shù)據(jù)后,若你需要做一個監(jiān)控面板, streamlit 也為你提供的 metric 組件
如下代碼創(chuàng)建 三個指標(biāo),并且填入對應(yīng)的數(shù)據(jù)
col1,?col2,?col3?=?st.columns(3) col1.metric("Temperature",?"70?°F",?"1.2?°F") col2.metric("Wind",?"9?mph",?"-8%") col3.metric("Humidity",?"86%",?"4%")
刷新頁面,就能看到下面的效果:
3.3 原生圖表組件
Streamlit 原生支持多種圖表:
- st.line_chart:折線圖
- st.area_chart:面積圖
- st.bar_chart:柱狀圖
- st.map:地圖
下面一一展示
折線圖
chart_data?=?pd.DataFrame( ????np.random.randn(20,?3), ????columns=['a',?'b',?'c']) st.line_chart(chart_data)
面積圖
chart_data?=?pd.DataFrame( ????np.random.randn(20,?3), ????columns?=?['a',?'b',?'c']) st.area_chart(chart_data)
柱狀圖
chart_data?=?pd.DataFrame( ????np.random.randn(50,?3), ????columns?=?["a",?"b",?"c"]) st.bar_chart(chart_data)
地圖
df?=?pd.DataFrame( ????np.random.randn(1000,?2)?/?[50,?50]?+?[37.76,?-122.4], ????columns=['lat',?'lon'] ) st.map(df)
3.4 外部圖表組件
Streamlit 的一些原生圖表組件,雖然做到了傻瓜式,但僅能輸入數(shù)據(jù)、高度和寬度,如果你想更漂亮的圖表,就像 matplotlib.pyplot、Altair、vega-lite、Plotly、Bokeh、PyDeck、Graphviz 那樣,streamlit 也提供了支持:
- st.pyplot
- st.bokeh_chart
- st.altair_chart
- st.altair_chart
- st.vega_lite_chart
- st.plotly_chart
- st.pydeck_chart
- st.graphviz_chart
對于這部分,熟悉的同學(xué)自行嘗試了,這里不再演示。
4. 用戶操作支持
前面 streamlit 都只是展示文本和數(shù)據(jù),如果僅是如此,那 streamlit 也就 just so so
對于那些不會前端,并且平時有需要寫一些簡單的頁面的人說,能寫一些交互界面才是硬需求。
慶幸的是,你平時在網(wǎng)頁上、app 上能看到的交互組件,Streamlit 幾乎都能支持。。
- button:按鈕
- download_button:文件下載
- file_uploader:文件上傳
- checkbox:復(fù)選框
- radio:單選框
- selectbox:下拉單選框
- multiselect:下拉多選框
- slider:滑動條
- select_slider:選擇條
- text_input:文本輸入框
- text_area:文本展示框
- number_input:數(shù)字輸入框,支持加減按鈕
- date_input:日期選擇框
- time_input:時間選擇框
- color_picker:顏色選擇器
這些內(nèi)容非常多,也比較簡單,一個一個舉例也沒必要,大家直接去看 streamlit 源碼里的注釋即可。
5. 多媒體組件
想要在頁面上播放圖片、音頻和視頻,可以使用 streamlit 的這三個組件:
- st.image
- st.audio
- st.video
6. 狀態(tài)組件
狀態(tài)組件用來向用戶展示當(dāng)前程序的運行狀態(tài),包括:
- progress:進度條,如游戲加載進度
- spinner:等待提示
- balloons:頁面底部飄氣球,表示祝賀
- error:顯示錯誤信息
- warning:顯示報警信息
- info:顯示常規(guī)信息
- success:顯示成功信息
- exception:顯示異常信息(代碼錯誤棧)
效果如下:
7. 頁面布局
Streamlit 是自上而下渲染的,組件在頁面上的排列順序與代碼的執(zhí)行順序一致。
一個精美的 web app ,只有上下單欄式的布局肯定是不夠的。
實際上 streamlit 還提供了多種多樣的布局:
st.sidebar:側(cè)邊欄
側(cè)邊欄可以做一些用戶操作控件
- st.columns:列容器,處在同一個 columns 內(nèi)組件,按照從左至右順序展示
- st.expander:隱藏信息,點擊后可展開展示詳細(xì)內(nèi)容,如:展示更多
- st.container:包含多組件的容器
- st.empty:包含單組件的容器
8. 流程控制系統(tǒng)
Streamlit 是自上而下逐步渲染出來的,若你的應(yīng)用場景需要對渲染做一些控制,streamlit 也有提供對應(yīng)的方法
- st.stop:可以讓 Streamlit 應(yīng)用停止而不向下執(zhí)行,如:驗證碼通過后,再向下運行展示后續(xù)內(nèi)容。
- st.form:表單,Streamlit 在某個組件有交互后就會重新執(zhí)行頁面程序,而有時候需要等一組組件都完成交互后再刷新(如:登錄填用戶名和密碼),這時候就需要將這些組件添加到 form 中
- st.form_submit_button:在 form 中使用,提交表單。
9. 緩存特性提升速度
當(dāng)用戶在頁面上做一些操作的時候,比如輸入數(shù)據(jù),都會觸發(fā)整個 streamlit 應(yīng)用代碼的重新執(zhí)行,如果其中有讀取外部數(shù)據(jù)的步驟(數(shù) GB 的數(shù)據(jù)),那這種性能損耗是非??膳碌?。
但 streamlit 提供了一個緩存裝飾器,當(dāng)要重新執(zhí)行代碼渲染頁面的時候,就會先去緩存里查一下,如果代碼或者數(shù)據(jù)沒有發(fā)生變化,就直接調(diào)用緩存的結(jié)果即可。
使用方法也簡單,在需要緩存的函數(shù)加上 @st.cache 裝飾器即可。
DATE_COLUMN?=?'date/time' DATA_URL?=?('https://s3-us-west-2.amazonaws.com/' ????????????'streamlit-demo-data/uber-raw-data-sep14.csv.gz') @st.cache def?load_data(nrows): ????data?=?pd.read_csv(DATA_URL,?nrows=nrows) ????lowercase?=?lambda?x:?str(x).lower() ????data.rename(lowercase,?axis='columns',?inplace=True) ????data[DATE_COLUMN]?=?pd.to_datetime(data[DATE_COLUMN]) ????return?data
10. 部署上線
在本地編寫的 streamlit 應(yīng)用,運行起來后只能在本地訪問。如果需要讓別人也能訪問這個應(yīng)用,那你需要有一臺服務(wù)器,這樣才能通過公網(wǎng)ip進行訪問如果你需要服務(wù)器,可以點 這個鏈接 領(lǐng)個卷有優(yōu)惠。另外,還有一個選擇,就是使用 Heroku 部署你的應(yīng)用。Heroku是一個支持多種編程語言的云平臺即服務(wù),你只要注冊一個帳號(聽說網(wǎng)易和 QQ 郵箱不行,我使用的 Gmail 注冊的)
然后創(chuàng)建自己的 app
這個 App 名字好像是要全網(wǎng)唯一,本想取個 hello-streamlit 的,發(fā)現(xiàn)早有人取過了。
然后為你的應(yīng)用,創(chuàng)建幾個 Heroku 規(guī)定的文件:
- requirements.txt:依賴包文件
- setup.sh:安裝腳本,主要是創(chuàng)建文件夾,寫入配置文件
- Procfile:啟動腳本,告訴 Heroku 如何安裝并啟動應(yīng)用
這些文件的編碼有固定的格式。
拿到了這份模板后,你就可以基于這份模板創(chuàng)建你的 git 倉庫
git?init git?add?--all git?commit?-m?"init"
然后部署到 Heroku
heroku?login heroku?create git?push?heroku?master heroku?ps:scale?web=1
按照命令行輸出的URL就可以訪問你的應(yīng)用了。
查看Heroku日志:
heroku?logs?--tail
要想使用自己域名,需要先通過Heroku驗證。然后運行:
heroku?domains:add?hivecnstats.iswbm.com
使用 Heroku 唯一的缺點就是 Heroku 是需要梯子的,一般人訪問不了,沒條件的還是乖乖的備臺服務(wù)器吧。
12. 總結(jié)
Streamlit 一個開箱即用的工具集,它可以讓一個普通的個人開發(fā)者免于學(xué)習(xí)繁雜的前端知識,就可以輕松、快速的構(gòu)建一個簡潔、優(yōu)雅的 web app 應(yīng)用,這是 streamlit 最吸引人的地方。
對于從事數(shù)據(jù)分析,機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的人來說,它絕對是開發(fā)神器,但即使你不是這些領(lǐng)域的人,你肯定也會有搭建一個 web app 需求的時候,streamlit 正是你需要的。
到此這篇關(guān)于構(gòu)建可視化 web的 Python 神器streamlit的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python streamlit內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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