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# Pandas进阶小技巧 Pandas是一个在Python中广泛应用的数据分析包。 网上有很多关于Pandas的经典教程,但本文介绍几个隐藏的炫酷小技巧,相信这些会对**新手**有所帮助。 或许本文中的某些命令你早已知晓,只是没意识到它还有这种打开方式。 预计学习用时:30分钟。 本教程基于Python 3.6版本、Pandas 0.23.4版本。 原创者:**[THU数据派](http://sofasofa.io/user_profile.php?id=1005320)** | 修改校对:SofaSofa TeamM | ---- ### 1. read_csv 这是读取数据的入门级命令。当要你所读取的数据量特别大时,试着加上这个参数`nrows=100`,就可以在载入全部数据前先读取一小部分数据。 此外,还可以加上`usecols = [‘c1’, ‘c2’, … ]`来载入所需要的指定列。另外,如果你知道某些列的类型,你可以加上`dtype = {‘c1’: str, ‘c2’: int, …}` ,这样会加快载入的速度。加入这些参数的另一大好处是,如果这一列中同时含有字符串和数值类型,而你提前声明把这一列看作是字符串,那么这一列作为主键来融合多个表时,就不会报错了。 比如 `df = pd.read_csv('data.csv', nrows=100, usecols=['c1', 'c2'], dtype = {‘c1’: str, ‘c2’: int})` ### 2. select_dtypes 如果已经在Python中完成了数据的预处理,这个命令可以帮你节省一定的时间。在读取了表格之后,每一列的默认数据类型将会是`bool`,`int64`,`float64`,`object`,`category`,`timedelta64`,或者`datetime64`。首先你可以观察一下大致情况,使用: `df.dtypes.value_counts()` 来了解你的dataframe的每项数据类型,然后再使用: `df.select_dtypes(include=['float64', 'int64'])` 获取一个仅由数值类型组成的sub-dataframe。 ### 3. copy 如果你没听说过它的话,我不得强调它的重要性。输入下面的命令: ```python import pandas as pd df1 = pd.DataFrame({'a': [0,0,0], 'b': [1,1,1]}) df2 = df1 df2['a'] = df2['a'] + 1 df1.head() ``` <div> <style scoped> .dataframe tbody tr th:only-of-type { vertical-align: middle; } .dataframe tbody tr th { vertical-align: top; } .dataframe thead th { text-align: right; } </style> <table border="1" class="dataframe"> <thead> <tr style="text-align: right;"> <th></th> <th>a</th> <th>b</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <th>0</th> <td>1</td> <td>1</td> </tr> <tr> <th>1</th> <td>1</td> <td>1</td> </tr> <tr> <th>2</th> <td>1</td> <td>1</td> </tr> </tbody> </table> </div> 你会发现`df1`已经发生了改变。这是因为`df2 = df1`并不是生成一个`df1`的复制品并把它赋值给`df2`,而是设定一个指向`df1`的指针。所以只要是针对df2的改变,也会相应地作用在`df1`上。为了解决这个问题,你既可以这样做: ```python df2 = df1.copy() ``` ### 4. map 这个炫酷的命令让你的数据转换变得轻松。首先定义一个`dictionary`,“key”是转换前的旧值,而“values”是转换后的新值。 `level_map = {'high': 1, 'medium': 2, 'low': 3}` `df['c_level'] = df['c'].map(level_map)` 适用情景:把`high`、`medium`,`low`等字符串转换成3、2、1等数值(为了建模)。 ### 5. 用不用apply? 如果我们想在现有几列的基础上生成一个新列,并一同作为输入,那么有时`apply`函数会相当有帮助。 ```python def rule(x, y): if x == 'high' and y > 10: return 1 return 0 df = pd.DataFrame({ 'c1':[ 'high' ,'high', 'low', 'low'], 'c2': [0, 23, 17, 4]}) df['new'] = df.apply(lambda x: rule(x['c1'], x['c2']), axis = 1) df.head() ``` <div> <style scoped> .dataframe tbody tr th:only-of-type { vertical-align: middle; } .dataframe tbody tr th { vertical-align: top; } .dataframe thead th { text-align: right; } </style> <table border="1" class="dataframe"> <thead> <tr style="text-align: right;"> <th></th> <th>c1</th> <th>c2</th> <th>new</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <th>0</th> <td>high</td> <td>0</td> <td>0</td> </tr> <tr> <th>1</th> <td>high</td> <td>23</td> <td>1</td> </tr> <tr> <th>2</th> <td>low</td> <td>17</td> <td>0</td> </tr> <tr> <th>3</th> <td>low</td> <td>4</td> <td>0</td> </tr> </tbody> </table> </div> 在上面的代码中,我们定义了一个有两个输入变量的函数,并依靠`apply`函数使其作用到列`“c1”`和`“c2”`上。 但是`apply`函数在有些情况下实在是太慢了。如果你是想计算`“c1”`和`“c2”`列的最大值,你当然可以这样去做: `df['maximum'] = df.apply(lambda x: max(x['c1'], x['c2']), axis = 1)` 但你会发现相比于以下命令,`apply`实在是慢太多了: `df['maximum'] = df[['c1','c2']].max(axis =1)` 结论:如果你可以采用其他内置函数(他们一般速度更快),请不要使用`apply`。比如说,如果你想把`“c”`列的值近似取整,那么请用`round(df[‘c’], 0)`或`df['c'].round(0)`而不是上文的`apply`函数。 ### 6. value counts 这个命令用于检查值的分布。你想要检查下“c”列中出现的值以及每个值所出现的频率,可以使用: `df['c'].value_counts()` 下面是一些有用的小技巧/参数: `normalize = True`:查看每个值出现的频率而不是频次数。 `dropna = False`: 把缺失值也保留在这次统计中。 `sort = False`: 将数据按照值来排序而不是按照出现次数排序。 `df[‘c].value_counts().reset_index()`: 将这个统计表转换成pandas的dataframe并且进行处理。 ### 7. 缺失值的数量 当构建模型时,我们可能会去除包含过多缺失值或是全部是缺失值的行。这时可以使用`.isnull()`和`.sum()`来计算指定列缺失值的数量。 ```python import pandas as pd import numpy as np df = pd.DataFrame({ 'id': [1,2,3], 'c1':[0,0,np.nan], 'c2': [np.nan,1,1]}) df = df[['id', 'c1', 'c2']] df['num_nulls'] = df[['c1', 'c2']].isnull().sum(axis=1) df.head() ``` <div> <style scoped> .dataframe tbody tr th:only-of-type { vertical-align: middle; } .dataframe tbody tr th { vertical-align: top; } .dataframe thead th { text-align: right; } </style> <table border="1" class="dataframe"> <thead> <tr style="text-align: right;"> <th></th> <th>id</th> <th>c1</th> <th>c2</th> <th>num_nulls</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <th>0</th> <td>1</td> <td>0.0</td> <td>NaN</td> <td>1</td> </tr> <tr> <th>1</th> <td>2</td> <td>0.0</td> <td>1.0</td> <td>0</td> </tr> <tr> <th>2</th> <td>3</td> <td>NaN</td> <td>1.0</td> <td>1</td> </tr> </tbody> </table> </div> ### 8. 依据指定ID来选取行 在SQL中我们可以使用`SELECT * FROM … WHERE ID in (‘A001’,‘C022’, …)`来获取含有指定ID的记录。如果你也想在Pandas中做类似的事情,你可以使用: `df_filter = df['ID'].isin(['A001','C022',...])` `df[df_filter]` ### 9. 基于分位数分组 面对一列数值,你想将这一列的值进行分组,比如说最前面的5%放入组别一,5-20%放入组别二,20%-50%放入组别三,最后的50%放入组别四。当然,你可以使用`pandas.cut`,但你也可以使用下面这种选择: ```python import numpy as np import pandas as pd df= pd.DataFrame({'c': np.random.normal(0, 1, 100)}) cut_points = [np.percentile(df['c'], i) for i in [50, 80, 95]] df['group'] = 1 for i in range(3): df['group'] = df['group'] + (df['c'] < cut_points[i]) df.head() ``` <div> <style scoped> .dataframe tbody tr th:only-of-type { vertical-align: middle; } .dataframe tbody tr th { vertical-align: top; } .dataframe thead th { text-align: right; } </style> <table border="1" class="dataframe"> <thead> <tr style="text-align: right;"> <th></th> <th>c</th> <th>group</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <th>0</th> <td>-0.084178</td> <td>4</td> </tr> <tr> <th>1</th> <td>0.507027</td> <td>3</td> </tr> <tr> <th>2</th> <td>0.712228</td> <td>3</td> </tr> <tr> <th>3</th> <td>-0.858951</td> <td>4</td> </tr> <tr> <th>4</th> <td>0.717616</td> <td>3</td> </tr> </tbody> </table> </div> 这种方法的运行速度很快(因为没有使用到apply函数)。 ### 10. to_csv 这又是一个大家都会用的命令。我想在这里列出两个小技巧。首先是 `print(df[:5].to_csv())` 你可以使用这个命令打印出将要输出文件中的前五行记录。 另一个技巧是用来处理整数值和缺失值混淆在一起的情况。如果一列含有缺失值和整数值,那么这一列的数据类型会变成`float`而不是`int`。当导出表格时,你可以加上`float_format=‘%.0f’`以便将所有的浮点数近似成整数。当你想把所有列的输出值都变成整数格式时,就可以使用这个技巧,这样一来你就会告别所有数值后带“.0”的烦恼。 ### 11. 其他常见问题 其他关于Pandas的常见问题,可参考SofaSofa的[站内搜索Pandas](http://sofasofa.io/forum_main_search.php?search=pandas)。 也欢迎各位朋友积极在SofaSofa上提问和解答。 <ul class="pager"> <li class="next"><a href="../../tutorials.php"><b><i class="fa fa-graduation-cap" aria-hidden="true"></i>&nbsp; 学完咯!</b></a></li> </ul>