src/visualizer.py - master - Str1ke/TheProject

src/visualizer.py
187 строк7 KB
AlekseyF7
Initial commit: Student Performance Analyzer project
26 дек 2025, 13:51
26 дек 2025, 13:5184047cc
"""
Модуль для визуализации результатов анализа
"""

import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import pandas as pd
from typing import Optional
import os


class PerformanceVisualizer:
    """Класс для создания визуализаций успеваемости"""

    def __init__(self, output_dir: str = "reports"):
        """
        Инициализация визуализатора

        Args:
            output_dir: Директория для сохранения графиков
        """
        self.output_dir = output_dir
        os.makedirs(output_dir, exist_ok=True)
        sns.set_style("whitegrid")
        plt.rcParams['figure.figsize'] = (12, 6)

    def plot_student_scores_distribution(
        self,
        data: pd.DataFrame,
        filename: Optional[str] = None
    ) -> str:
        """
        Создает график распределения оценок

        Args:
            data: DataFrame с данными
            filename: Имя файла для сохранения

        Returns:
            Путь к сохраненному файлу
        """
        plt.figure(figsize=(10, 6))
        plt.hist(data['score'], bins=20, edgecolor='black', alpha=0.7)
        plt.xlabel('Оценка', fontsize=12)
        plt.ylabel('Количество', fontsize=12)
        plt.title('Распределение оценок студентов', fontsize=14, fontweight='bold')
        plt.grid(True, alpha=0.3)

        if filename is None:
            filename = "score_distribution.png"

        filepath = os.path.join(self.output_dir, filename)
        plt.savefig(filepath, dpi=300, bbox_inches='tight')
        plt.close()

        return filepath

    def plot_subject_comparison(
        self,
        subject_stats: pd.DataFrame,
        filename: Optional[str] = None
    ) -> str:
        """
        Создает график сравнения предметов

        Args:
            subject_stats: DataFrame со статистикой по предметам
            filename: Имя файла для сохранения

        Returns:
            Путь к сохраненному файлу
        """
        plt.figure(figsize=(12, 6))
        subject_stats_sorted = subject_stats.sort_values('average_score', ascending=True)
        plt.barh(
            subject_stats_sorted['subject'],
            subject_stats_sorted['average_score'],
            alpha=0.7
        )
        plt.xlabel('Средний балл', fontsize=12)
        plt.ylabel('Предмет', fontsize=12)
        plt.title('Средний балл по предметам', fontsize=14, fontweight='bold')
        plt.grid(True, alpha=0.3, axis='x')

        if filename is None:
            filename = "subject_comparison.png"

        filepath = os.path.join(self.output_dir, filename)
        plt.savefig(filepath, dpi=300, bbox_inches='tight')
        plt.close()

        return filepath

    def plot_student_performance(
        self,
        student_summary: pd.DataFrame,
        top_n: int = 10,
        filename: Optional[str] = None
    ) -> str:
        """
        Создает график успеваемости топ-N студентов

        Args:
            student_summary: DataFrame со сводкой по студентам
            top_n: Количество студентов для отображения
            filename: Имя файла для сохранения

        Returns:
            Путь к сохраненному файлу
        """
        top_students = student_summary.nlargest(top_n, 'average_score')

        plt.figure(figsize=(12, 6))
        plt.bar(
            range(len(top_students)),
            top_students['average_score'],
            alpha=0.7,
            color='steelblue'
        )
        plt.xlabel('Студент (топ-' + str(top_n) + ')', fontsize=12)
        plt.ylabel('Средний балл', fontsize=12)
        plt.title(f'Топ-{top_n} студентов по успеваемости', fontsize=14, fontweight='bold')
        plt.xticks(range(len(top_students)), top_students['student_id'], rotation=45)
        plt.grid(True, alpha=0.3, axis='y')

        if filename is None:
            filename = "top_students.png"

        filepath = os.path.join(self.output_dir, filename)
        plt.savefig(filepath, dpi=300, bbox_inches='tight')
        plt.close()

        return filepath

    def create_summary_report(
        self,
        overall_stats: dict,
        subject_stats: pd.DataFrame,
        at_risk_students: list
    ) -> str:
        """
        Создает текстовый отчет с визуализациями

        Args:
            overall_stats: Общая статистика
            subject_stats: Статистика по предметам
            at_risk_students: Список студентов группы риска

        Returns:
            Путь к сохраненному отчету
        """
        report_path = os.path.join(self.output_dir, "summary_report.txt")

        with open(report_path, 'w', encoding='utf-8') as f:
            f.write("=" * 60 + "\n")
            f.write("ОТЧЕТ ПО УСПЕВАЕМОСТИ СТУДЕНТОВ\n")
            f.write("=" * 60 + "\n\n")

            f.write("ОБЩАЯ СТАТИСТИКА:\n")
            f.write("-" * 60 + "\n")
            f.write(f"Всего студентов: {overall_stats['total_students']}\n")
            f.write(f"Всего предметов: {overall_stats['total_subjects']}\n")
            f.write(f"Общий средний балл: {overall_stats['overall_average']:.2f}\n")
            f.write(f"Медианный балл: {overall_stats['overall_median']:.2f}\n")
            f.write(f"Стандартное отклонение: {overall_stats['overall_std']:.2f}\n\n")

            f.write("СТУДЕНТЫ ГРУППЫ РИСКА:\n")
            f.write("-" * 60 + "\n")
            if at_risk_students:
                for student in at_risk_students:
                    f.write(
                        f"Студент {student['student_id']}: "
                        f"средний балл {student['average_score']:.2f}\n"
                    )
            else:
                f.write("Студентов группы риска не обнаружено.\n")
            f.write("\n")

            f.write("СТАТИСТИКА ПО ПРЕДМЕТАМ:\n")
            f.write("-" * 60 + "\n")
            for _, row in subject_stats.iterrows():
                f.write(
                    f"{row['subject']}: средний балл {row['average_score']:.2f}, "
                    f"студентов: {row['students_count']}\n"
                )

        return report_path