from IPython.display import HTML
import pandas as pd
import matplotlib as mpl
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.ticker as ticker 
import matplotlib.animation as animation
import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt
import random

plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False

result = prepare_data()

# 生成了一批顏色，給每個(gè)地區(qū)賦予了一個(gè)不同的顏色，以后，用到這個(gè)地區(qū)，就用這個(gè)顏色來(lái)渲染
# 為了防止顏色比較接近，在顏色生成以后，隨機(jī)打亂了，效果好了一點(diǎn)
color = sns.husl_palette(len(result.columns),h=15/360, l=.65, s=1).as_hex() 
random.shuffle(color)
colors = dict(zip(result.columns.tolist(),color))

def draw_barchart(year):
    # 這里年份，只是一個(gè)順序號(hào)碼
    # 一般是個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，小數(shù)點(diǎn)后面代表的是：一個(gè)時(shí)點(diǎn)的圖像需要幾次變換到下一個(gè)時(shí)點(diǎn)，
    # 小數(shù)就是次數(shù)的倒數(shù)，用于計(jì)算每次，圖像的位移量
    # 整數(shù)在這里代表的是，索引的順序
    # 這個(gè)表示的是x坐標(biāo)的大小，也就是顯示出來(lái)的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)
    N_Display=5
    # 這個(gè)取整是用來(lái)確認(rèn)現(xiàn)在圖像屬于哪個(gè)時(shí)點(diǎn)的
    year1=int(year)
    # 加一表示，圖像下一個(gè)時(shí)點(diǎn)的順序號(hào)
    year2=year1+1
    # 這個(gè)就是上面的注釋里說(shuō)的小數(shù)的部分
    location_x=year-year1
    # 對(duì)不同的時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，才能得到不同順序下的“地區(qū)”也就是“省市”的名稱
    result_sort1 = result.sort_values(by=result.index[year1], axis=1, ascending=False)
    result_sort2 = result.sort_values(by=result.index[year2], axis=1, ascending=False)
    # 截取前5個(gè)省份，并倒序，可以讓人口最多的省份在上，而其他的則是依次遞減
    area1 = list(reversed(list((result_sort1.columns)[:5])))
    area2 = list(reversed(list((result_sort2.columns)[:5])))
    # 這個(gè)列表表達(dá)式是為了計(jì)算出，本期排名榜中的各個(gè)成員，在下一期中的位置
    # 同時(shí)，計(jì)算出，相對(duì)現(xiàn)在位置的偏移量
    # 如果沒(méi)有出現(xiàn)在下一期中，則設(shè)置為‘0'
    # 具體計(jì)算內(nèi)容是：i, elem in enumerate(area1)表示當(dāng)前某個(gè)位置的名稱和在列表中的順序
    # elem in area2 判斷某個(gè)當(dāng)前位置在下一個(gè)時(shí)點(diǎn)中是否存在，
    # 如果不存在，則設(shè)置為‘0'，否則按照下面的公式計(jì)算
    # i +1 +(area2.index(elem)-i)*location_x 兩個(gè)時(shí)點(diǎn)的位置之差，乘以偏移量，表示每幀動(dòng)畫(huà)移動(dòng)的位置
    # i +1 +就是確定下一幀動(dòng)畫(huà)時(shí)，圖像的位置，加一是因?yàn)樽鴺?biāo)是從“1”開(kāi)始的
    # 這個(gè)列表就是每一幀動(dòng)畫(huà)的x軸的坐標(biāo)
    diff = [i +1 +(area2.index(elem)-i)*location_x if elem in area2 else 0 for i, elem in enumerate(area1)]
    # 取出要顯示的“人口數(shù)”，第二時(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)取出來(lái)也是沒(méi)有用的，為了對(duì)稱，就這么寫(xiě)了
    pop_num1 = list(reversed(list(result_sort1.iloc[year1, :5])))
    pop_num2 = list(reversed(list(result_sort2.iloc[year2, :5])))
    # 開(kāi)始畫(huà)圖，顏色就是按照前面設(shè)置的字典來(lái)去的，這樣，每一個(gè)元素的顏色會(huì)始終不變
    ax.clear()
    ax.barh(diff, pop_num1, color=[colors[x] for x in area1])
    # 給每一個(gè)柱狀圖的最右邊加上名字和數(shù)字，包括設(shè)定大小等
    for i, (value, name, x) in enumerate(zip(pop_num1, area1, diff)):
        ax.text(value, x, name, size=16, ha='right')
        ax.text(value, x, value, size=16, ha='left')
    # 在畫(huà)布右方添加年份
    ax.text(1, 0.1, result.index[year1], transform=ax.transAxes, size=46, ha='right')
    # 設(shè)置坐標(biāo)軸的大小，確保在動(dòng)態(tài)圖的過(guò)程中，圖像的外殼不動(dòng)，好看一點(diǎn)
    ax.set_xlim(0,15000)
    ax.set_ylim(0.5,N_Display+0.5)
    ax.set_xticks(ticks=np.arange(0,14000,1000))
    ax.set_yticks(ticks=np.arange(N_Display,0,-1))
    ax.set_yticklabels(labels=np.arange(N_Display,0, -1))
    ax.margins(0, 0.01)
    ax.text(0.2, 1.01, '2000——2021年間人口最多的地區(qū)',
            transform=ax.transAxes, size=26, weight='light', ha='left')
    # 取消了邊框
    plt.box(False)

# 開(kāi)始制作動(dòng)畫(huà)
# 這個(gè)才是整個(gè)圖像的設(shè)置
fig, ax = plt.subplots(figsize=(8, 7))
plt.subplots_adjust(left=0.12, right=0.98, top=0.85, bottom=0.1)   
# 這個(gè)語(yǔ)句是產(chǎn)生動(dòng)畫(huà)的關(guān)鍵，第一個(gè)參數(shù)就是“畫(huà)布”，第二個(gè)參數(shù)是畫(huà)圖的函數(shù)，
# 第三個(gè)產(chǎn)生參數(shù)的函數(shù)，這里產(chǎn)生的參數(shù)自動(dòng)送到第二個(gè)參數(shù)中的函數(shù)，作為實(shí)參，
# 這里就是一連串的數(shù)字，表示數(shù)據(jù)的索引，以及幾次移動(dòng)到位的次數(shù)的倒數(shù)
# 在后面的參數(shù)是“間隔”的毫秒數(shù)
animator = animation.FuncAnimation(fig, draw_barchart, frames=np.arange(0, 21, 0.1),interval=20)
# 這個(gè)直接在網(wǎng)頁(yè)上生成動(dòng)畫(huà)
# HTML(animator.to_jshtml()) 
# 這個(gè)是用一個(gè)文件名直接保存成動(dòng)畫(huà)，系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別文件后綴，還可以是“MP4”格式的
animator.save('result.gif')