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一个傻瓜式构建可视化 web的 Python 神器 -- streamlit 教程

發布時間:2023/12/9 python 28 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 一个傻瓜式构建可视化 web的 Python 神器 -- streamlit 教程 小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

正常在學習一個新框架之前, 肯定要先調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習的框架,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。

如果你真的需要一些理由的話,那我隨便給你舉幾個例子:

  • 做數據分析的同學,想要把數據分析的成果做成應用展示給其他人,怎么辦?
  • 想做一些用戶數據的收集,但某些公有平臺又卻僅有收集,沒有對應的開發能力提供數據的處理與反饋,怎么辦?

難道真的要為了這種簡單的需求,去折騰 html + css + js + flask (or django) 嗎?

這是大多數非專業開發者的痛點,也是 streamlit 這個框架流行開來的主要原因。

Streamlit 是一個用于機器學習、數據可視化的 Python 框架,它能幾行代碼就構建出一個精美的在線 app 應用。

它能做什么,取決于你想干什么?

streamlit 的功能強大,要學習的函數雖然多,但非常容易上手,學習成本卻遠比 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,為了不污染當前的主要環境,我使用 venv 新建一個虛擬環境。

? python3 -m venv .

然后使用如下命令進入該虛擬環境

? source ./venv/bin/activate

接下來,再安裝 streamlit ,命令在上邊。

安裝的包比較多(數了下竟然接近 92 個?),過程也會很久,需要點耐心

? pip list | wc -l92

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,執行如下命令即可

? streamlit hello

執行后 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

導入 streamlit 后,就可以直接使用 st.markdown() 初始化,調用不同的方法,就可以往文檔對象中填入內容

  • st.title():文章大標題
  • st.header():一級標題
  • st.subheader():二級標題
  • st.text():文本
  • st.code():代碼,同時可設置代碼的語言,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,供你參考

import streamlit as st# markdown st.markdown('Streamlit Demo')# 設置網頁標題 st.title('一個傻瓜式構建可視化 web的 Python 神器 -- streamlit')# 展示一級標題 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')# 展示一級標題 st.header('2. 使用')# 展示二級標題 st.subheader('2.1 生成 Markdown 文檔')# 純文本 st.text('導入 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. 數據圖表支持

3.1 圖表組件

關于數據的展示,streamlit 由兩個組件進行支持

  • table:普通的表格,用于靜態數據的展示
  • dataframe:高級的表格,可以進行數據的操作,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:某區間內的值高亮
  • highlight_quantile:暫沒用過

這些你都可以在源代碼中找到示例

3.2 監控組件

在采集到一些監控數據后,若你需要做一個監控面板, streamlit 也為你提供的 metric 組件

如下代碼創建 三個指標,并且填入對應的數據

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,但僅能輸入數據、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據,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. 狀態組件

狀態組件用來向用戶展示當前程序的運行狀態,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:側邊欄

側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內容,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

Streamlit 是自上而下逐步渲染出來的,若你的應用場景需要對渲染做一些控制,streamlit 也有提供對應的方法

  • st.stop:可以讓 Streamlit 應用停止而不向下執行,如:驗證碼通過后,再向下運行展示后續內容。
  • st.form:表單,Streamlit 在某個組件有交互后就會重新執行頁面程序,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

當用戶在頁面上做一些操作的時候,比如輸入數據,都會觸發整個 streamlit 應用代碼的重新執行,如果其中有讀取外部數據的步驟(數 GB 的數據),那這種性能損耗是非常可怕的。

但 streamlit 提供了一個緩存裝飾器,當要重新執行代碼渲染頁面的時候,就會先去緩存里查一下,如果代碼或者數據沒有發生變化,就直接調用緩存的結果即可。

使用方法也簡單,在需要緩存的函數加上 @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用,那你需要有一臺服務器,這樣才能通過公網ip進行訪問

如果你需要服務器,可以點 這個鏈接 領個卷有優惠。

另外,還有一個選擇,就是使用 Heroku (https://heroku.com)部署你的應用。

Heroku是一個支持多種編程語言的云平臺即服務,你只要注冊一個帳號(聽說網易和 QQ 郵箱不行,我使用的 Gmail 注冊的)

然后創建自己的 app

這個 App 名字好像是要全網唯一,本想取個 hello-streamlit 的,發現早有人取過了。

然后為你的應用,創建幾個 Heroku 規定的文件

  • requirements.txt:依賴包文件
  • setup.sh:安裝腳本,主要是創建文件夾,寫入配置文件
  • Procfile:啟動腳本,告訴 Heroku 如何安裝并啟動應用

這些文件的編程有固定的格式,我這邊編寫好了一份模板下載地址 https://www.lanzout.com/ikMWkxqktgj

拿到了這份模板后,你就可以基于這份模板創建你的 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器吧。

12. 總結一下

Streamlit 一個開箱即用的工具集,它可以讓一個普通的個人開發者免于學習繁雜的前端知識,就可以輕松、快速的構建一個簡潔、優雅的 web app 應用,這是 streamlit 最吸引人的地方。

對于從事數據分析,機器學習領域的人來說,它絕對是開發神器,但即使你不是這些領域的人,你肯定也會有搭建一個 web app 需求的時候,streamlit 正是你需要的。

絮叨一下

我在CSDN上寫過很多的 Python 相關文章,其中包括 Python 實用工具,Python 高效技巧,PyCharm 使用技巧,很高興得到了很多知乎朋友的認可和支持。在他們的鼓勵之下,我將過往文章分門別類整理成三本 PDF 電子書

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學 Python 最好的學習資料永遠是 Python 官方文檔,可惜現在的官方文檔大都是英文,雖然有中文的翻譯版了,但是進度實在堪憂。為了照顧英文不好的同學,我自己寫了一份 面向零基礎的朋友 的在線 Python 文檔 – 《Python中文指南》

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有幫助的話,記得幫我 @王炳明 點個贊喲~

總結

以上是生活随笔為你收集整理的一个傻瓜式构建可视化 web的 Python 神器 -- streamlit 教程的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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