今天延續昨天的主題，換成使用Great Tables搭配Polars來複刻各國關稅表。

本日大綱如下：

0. 本日引入模組及準備工作
1. Great Tables極簡操作說明
2. 建構dataframe
3. 製作表格
4. 執行程式

以下為本日作品預覽：

0. 本日引入模組及準備工作

import polars as pl
from great_tables import GT, google_font, html, loc, style, vals

logo = vals.fmt_image("logo.png", height=150)[0]

data = {
    "country": [
        "China",
        "European Union",
        "Vietnam",
        "Taiwan",
        "Japan",
        "India",
        "South Korea",
        "Thailand",
        "Switzerland",
        "Indonesia",
        "Malaysia",
        "Cambodia",
        "United Kingdom",
        "South Africa",
        "Brazil",
        "Bangladesh",
        "Singapore",
        "Israel",
        "Philippines",
        "Chile",
        "Australia",
        "Pakistan",
        "Turkey",
        "Sri Lanka",
        "Colombia",
    ],
    "tariffs_charged": [
        "67%",
        "39%",
        "90%",
        "64%",
        "46%",
        "52%",
        "50%",
        "72%",
        "61%",
        "64%",
        "47%",
        "97%",
        "10%",
        "60%",
        "10%",
        "74%",
        "10%",
        "33%",
        "34%",
        "10%",
        "10%",
        "58%",
        "10%",
        "88%",
        "10%",
    ],
    "reciprocal_tariffs": [
        "34%",
        "20%",
        "46%",
        "32%",
        "24%",
        "26%",
        "25%",
        "36%",
        "31%",
        "32%",
        "24%",
        "49%",
        "10%",
        "30%",
        "10%",
        "37%",
        "10%",
        "17%",
        "17%",
        "10%",
        "10%",
        "29%",
        "10%",
        "44%",
        "10%",
    ],
}

dark_navy_blue = "#0B162A"  # background
light_blue = "#B5D3E7"  # row
white = "#FFFFFF"  # row
yellow = "#F6D588"  # "reciprocal_tariffs" column
gold = "#FFF8DE"  # logo

1. Great Tables極簡操作說明

由於Great Tables目前是pl.DataFrame.style命名空間所使用的套件，所以可以透過下面的語法來建構表格：

df.style.xxx()

其中df.style會返回Great Tables的GT物件的instance。

我個人則比較喜歡直接使用GT物件，如：

from great_tables import GT

GT(df)

原因是如果未來Polars決定採用其它套件的話（註1），我們所寫的程式將不需要更改。

在取得GT物件的instance後，我們就可以使用其Fluent API，不斷呼叫其提供的各種功能來製表。

舉例來說，有一個df_demo dataframe如下：

import polars as pl
from great_tables import GT, loc, style

df_demo = pl.DataFrame(
    {
        "x": [1, 2, 3],
        "y": [4.366598, 5.474919, 6.482],
        "group": ["A", "B", "B"],
    }
)

shape: (3, 3)
┌─────┬──────────┬───────┐
│ x   ┆ y        ┆ group │
│ --- ┆ ---      ┆ ---   │
│ i64 ┆ f64      ┆ str   │
╞═════╪══════════╪═══════╡
│ 1   ┆ 4.366598 ┆ A     │
│ 2   ┆ 5.474919 ┆ B     │
│ 3   ┆ 6.482    ┆ B     │
└─────┴──────────┴───────

其預設的表格樣式如下：

GT(df_demo)

使用者可以使用各種GT提供的函數來修改表格，例如：

(
    GT(df_demo)
    .tab_header("Title", "Subtitle")
    .cols_align("center")
    .fmt_number("y", decimals=2)
    .tab_style(
        style=style.fill("papayawhip"),
        locations=loc.body("group", rows=[1, 2]),
    )
    .opt_stylize(style=4, color="blue")
)

簡單說明如下：

• 呼叫GT.tab_header()來添加標題及副標題。
• 呼叫GT.cols_align()將所有列置中對齊。
• 呼叫GT.fmt_number()統一將「"y"」列中的浮點數呈現為兩位數。
• 呼叫GT.tab_style()來修改「"group"」列中的第一及第二列（索引值由0開始）的背景顏色為「"papayawhip"」。
• 呼叫GT.opt_stylize()來改變預設主題。

有興趣了解更多Great Tables的朋友，可以參考小弟去年的參賽作品。

2. 建構dataframe

將dataframe的建構步驟封裝在tweak_df()中。

def tweak_df():
    return (
        pl.DataFrame(data)
        .with_row_index("mod")
        .with_columns(
            pl.col("mod").mod(2),
            *[pl.lit("").alias(str(i)) for i in range(4)],
        )
        .with_columns(
            # "country" and "tariffs_charged" columns
            pl.when(pl.col("mod").eq(0))
            .then(
                change_border_radius_expr(
                    pl.col("country", "tariffs_charged"),
                    pl.String,
                    "5px",
                    dark_navy_blue,
                    light_blue,
                )
            )
            .otherwise(
                change_border_radius_expr(
                    pl.col("country", "tariffs_charged"),
                    pl.String,
                    "5px",
                    dark_navy_blue,
                    white,
                )
            ),
            # "reciprocal_tariffs" column
            change_border_radius_expr(
                pl.col("reciprocal_tariffs"),
                pl.String,
                "5px",
                dark_navy_blue,
                yellow,
            ),
        )
        .select(
            [
                "0",
                "country",
                "1",
                "tariffs_charged",
                "2",
                "reciprocal_tariffs",
                "3",
            ]
        )
        # add a row at the end of the table
        .pipe(
            lambda df_: pl.concat(
                [df_, pl.DataFrame({col: "" for col in df_.columns})],
                how="vertical",
            )
        )
    )

分段說明如下：

• 首先利用AI識別原始表格，得到一組Python字典，其內含有三列資訊。接著使用pl.DataFrame建構初始dataframe。
• 呼叫pl.DataFrame.with_row_index()新增一索引列。
• 呼叫.with_columns(expr1, *[exprs])
  • expr1新增了一列布林結果，如果該行索引值為偶數返回True，而如果該行索引值為奇數返回False。此結果將做為後續不同背景顏色的依據。
  • 而exprs產生四列其值為「""」的列，做為各列的間隔。
• 呼叫.with_columns(expr1, expr2)
  • 在expr1中，我們利用pl.when().then().otherwise()巧妙地針對「"country"」及「"tariffs_charged"」列，對奇數及偶數行分別進行操作。
  • change_border_radius_expr()使用pl.Expr.map_elements()來逐行呼叫change_border_radius()。

  def change_border_radius_expr(
      cols: pl.Expr,
      return_dtype: pl.DataType,
      border_radius: int,
      background_color1: str,
      background_color2: str,
  ) -> pl.Expr:
      return cols.map_elements(
          lambda x: change_border_radius(
              x, border_radius, background_color1, background_color2
          ),
          return_dtype=return_dtype,
      )
  

  • change_border_radius()使用兩個<div>來達成圓角效果，並於兩個<div>中施加不同背景顏色。

  def change_border_radius(
      x: str,
      border_radius: int,
      background_color1: str,
      background_color2: str,
  ) -> str:
      return f"""\
      <div style="background-color: {background_color1};border: None">\
          <div style="border-radius: {border_radius};\
                      background-color:{background_color2};">\
              &nbsp;{x}\
          </div>\
      </div>\
      """
  

  • 在expr2中，由於「"reciprocal_tariffs"」列背景顏色全部都是黃色，所以直接使用change_border_radius_expr()即可。
• 呼叫pl.DataFrame.select()重新排列各列順序。
• 呼叫pl.DataFrame.pipe()巧妙地在最後添加空行，做為美觀之用。

3. 製作表格

將製表步驟封裝在plot_g()中。

def plot_g():
    return (
        GT(df)
        .cols_align(
            "center", columns=["tariffs_charged", "reciprocal_tariffs"]
        )
        .cols_label(
            {
                "country": html(
                    f"""\
                <br>\
                <div>\
                    {logo}&nbsp;\
                    <span style="color: {gold}; font-size: 40px;">\
                        &nbsp&nbsp;Reciprocal Tariffs\
                    </span>\
                </div>\
                <br>\
                <b>Country</b>\
                """
                ),
                "tariffs_charged": html(
                    """\
                <b>Tariffs Charged<br>to the U.S.A.</b>\
                <br>\
                <span style="font-size: 12px;">\
                    Including<br>Currency Manipulation<br>and Trade Barriers\
                </span>\
                """
                ),
                "reciprocal_tariffs": html(
                    "<b>U.S.A. Discounted<br>Reciprocal Tariffs</b>"
                ),
                "0": "",
                "1": "",
                "2": "",
                "3": "",
            }
        )
        .cols_width(
            {
                "country": "50%",
                "0": "3%",
                "1": "7%",
                "2": "7%",
                "3": "3%",
                "tariffs_charged": "18%",
                "reciprocal_tariffs": "18%",
            }
        )
        # set the background color of the labels and body to `dark_navy_blue`
        .tab_style(
            style=style.fill(color=dark_navy_blue),
            locations=[loc.column_labels(), loc.body()],
        )
        # set the border color of the body to `dark_navy_blue`
        .tab_style(
            style=style.borders(sides="all", color=dark_navy_blue),
            locations=loc.body(),
        )
        # set the font for the body text
        .tab_style(
            style=style.text(
                font=google_font(name="Trajan Pro"),
                weight="bold",
                size="xx-large",
            ),
            locations=loc.body(),
        )
        # set the font for the labels
        .tab_style(
            style=style.text(
                font=google_font(name="Georgia"),
                weight="bold",
                size="large",
            ),
            locations=loc.column_labels(),
        )
        # set the text color of the labels to `white`
        .tab_style(
            style=style.text(color=white), locations=loc.column_labels()
        )
        # center-align the labels
        .tab_style(
            style=style.css("text-align: center;"),
            locations=loc.column_labels(),
        )
        # set the body background color to `dark_navy_blue` for the last row
        .tab_style(
            style=style.fill(color=dark_navy_blue),
            locations=loc.body(rows=[-1]),
        )
        # hide the bottom line of the label section
        .tab_options(column_labels_border_bottom_style="hidden")
        # need to adjust `window_size` to obtain a higher-quality figure
        .save("reciprocal_tariffs_gt.png", web_driver="firefox", window_size=(1200, 1000))
    )

分段說明如下：

• 呼叫GT.cols_align()將「"tariffs_charged"」與「"reciprocal_tariffs"」列設定為置中對齊。
• 呼叫GT.cols_label()設定各列標題，此處使用Great Tables提供的html()來調整各種HTML設定。此外，我們將["0", "1", "2", "3"]四列設為空字串「""」，這樣一來這四列列名就不會出現於表格中。
• 呼叫GT.cols_width()調整各列寬度，此處使用百分比來指定相對寬度，您也可以使用pixel來指定絕對寬度，或是將兩者混用。請留意，由於百分比是相度寬度，所以相加總和並不需要為100，Great Tables會盡量依照您指定的數值，呈現最符合的寬度。
• GT.tab_style()可以改變body的諸多樣式，其中樣式的種類由style=參數指定，而施加的具體位置則由locations=指定。此處我們連續呼叫了數次GT.tab_style()（註2）：
  • 指定label及body兩個地方的背景顏色為dark_navy_blue。
  • 指定body內的間隔線為dark_navy_blue。
  • 指定body的字型種類及大小。
  • 指定label的字型種類及大小。
  • 指定label的字型顏色為white。
  • 指定label中的字為靠中對齊。
  • 指定最後一行的背景顏色為dark_navy_blue。
• 呼叫GT.tab_options()可以用來調整表格中許多細微的地方。此處我們透過設定column_labels_border_bottom_style="hidden"來隱藏label與body間的橫線。
• 呼叫GT.save()將表格存為PNG檔。可以透過window_size=調整為適合的大小。此外，預設的web_driver=為「"chrome"」，但個人覺得「"firefox"」的效果最佳。

4. 執行程式

實際執行本日程式：

• 呼叫tweak_df()生成df dataframe。
• 呼叫plot_g()進行繪圖。

df = tweak_df()
plot_g()

備註

註1：Polars曾經將其DataFrame.plot的預設套件由hvPlot改為Altair。

註2：此處可以將同位置的各種style收集為一列表傳給style=，也就是一個位置呼叫一次GT.tab_style()即可。但由於想保留Great Tables能夠透過呼叫函數來逐漸修改表格的設計哲學，所以採用此寫法。

參考資料

個人部落格文章：Clone the Reciprocal Tariffs Table Using Great Tables。

Code

本日程式碼傳送門。