十分钟搞定pandas

python

习惯上,我们做以下导入

In [1]: import pandas as pd

In [2]: import numpy as np

In [3]: import matplotlib.pyplot as plt

创建对象

使用传递的值列表序列创建序列, 让pandas创建默认整数索引

In [4]: s = pd.Series([1,3,5,np.nan,6,8])

In [5]: s

Out[5]: 

0     1

1     3

2     5

3   NaN

4     6

5     8

dtype: float64

使用传递的numpy数组创建数据帧,并使用日期索引和标记列.

In [6]: dates = pd.date_range('20130101',periods=6)

In [7]: dates

Out[7]: [2013-01-01, ..., 2013-01-06]

Length: 6, Freq: D, Timezone: None

 

In [8]: df = pd.DataFrame(np.random.randn(6,4),index=dates,columns=list('ABCD'))

In [9]: df

Out[9]: 

                   A         B         C         D

2013-01-01  0.469112 -0.282863 -1.509059 -1.135632

2013-01-02  1.212112 -0.173215  0.119209 -1.044236

2013-01-03 -0.861849 -2.104569 -0.494929  1.071804

2013-01-04  0.721555 -0.706771 -1.039575  0.271860

2013-01-05 -0.424972  0.567020  0.276232 -1.087401

2013-01-06 -0.673690  0.113648 -1.478427  0.524988

使用传递的可转换序列的字典对象创建数据帧.

In [10]: df2 = pd.DataFrame({ 'A' : 1.,

   ....:                      'B' : pd.Timestamp('20130102'),

   ....:                      'C' : pd.Series(1,index=list(range(4)),dtype='float32'),

   ....:                      'D' : np.array([3] * 4,dtype='int32'),

   ....:                      'E' : pd.Categorical(["test","train","test","train"]),

   ....:                      'F' : 'foo' })

   ....: 

In [11]: df2

Out[11]: 

   A          B  C  D      E    F

0  1 2013-01-02  1  3   test  foo

1  1 2013-01-02  1  3  train  foo

2  1 2013-01-02  1  3   test  foo

3  1 2013-01-02  1  3  train  foo

所有明确类型

In [12]: df2.dtypes

Out[12]: 

A           float64

B    datetime64[ns]

C           float32

D             int32

E          category

F            object

dtype: object

如果你这个正在使用IPython,标签补全列名(以及公共属性)将自动启用。这里是将要完成的属性的子集:

In [13]: df2.

df2.A                  df2.boxplot

df2.abs                df2.C

df2.add                df2.clip

df2.add_prefix         df2.clip_lower

df2.add_suffix         df2.clip_upper

df2.align              df2.columns

df2.all                df2.combine

df2.any                df2.combineAdd

df2.append             df2.combine_first

df2.apply              df2.combineMult

df2.applymap           df2.compound

df2.as_blocks          df2.consolidate

df2.asfreq             df2.convert_objects

df2.as_matrix          df2.copy

df2.astype             df2.corr

df2.at                 df2.corrwith

df2.at_time            df2.count

df2.axes               df2.cov

df2.B                  df2.cummax

df2.between_time       df2.cummin

df2.bfill              df2.cumprod

df2.blocks             df2.cumsum

df2.bool               df2.D

如你所见, 列 A, B, C, 和 D 也是自动完成标签. E 也是可用的; 为了简便起见,后面的属性显示被截断.

查看数据

参阅基础部分

查看帧顶部和底部行

In [14]: df.head()

Out[14]: 

                   A         B         C         D

2013-01-01  0.469112 -0.282863 -1.509059 -1.135632

2013-01-02  1.212112 -0.173215  0.119209 -1.044236

2013-01-03 -0.861849 -2.104569 -0.494929  1.071804

2013-01-04  0.721555 -0.706771 -1.039575  0.271860

2013-01-05 -0.424972  0.567020  0.276232 -1.087401

 

In [15]: df.tail(3)

Out[15]: 

                   A         B         C         D

2013-01-04  0.721555 -0.706771 -1.039575  0.271860

2013-01-05 -0.424972  0.567020  0.276232 -1.087401

2013-01-06 -0.673690  0.113648 -1.478427  0.524988

显示索引,列,和底层numpy数据

In [16]: df.index

Out[16]: 

[2013-01-01, ..., 2013-01-06]

Length: 6, Freq: D, Timezone: None

 

In [17]: df.columns

Out[17]: Index([u'A', u'B', u'C', u'D'], dtype='object')

 

In [18]: df.values

Out[18]: 

array([[ 0.4691, -0.2829, -1.5091, -1.1356],

       [ 1.2121, -0.1732,  0.1192, -1.0442],

       [-0.8618, -2.1046, -0.4949,  1.0718],

       [ 0.7216, -0.7068, -1.0396,  0.2719],

       [-0.425 ,  0.567 ,  0.2762, -1.0874],

       [-0.6737,  0.1136, -1.4784,  0.525 ]])

描述显示数据快速统计摘要

In [19]: df.describe()

Out[19]: 

              A         B         C         D

count  6.000000  6.000000  6.000000  6.000000

mean   0.073711 -0.431125 -0.687758 -0.233103

std    0.843157  0.922818  0.779887  0.973118

min   -0.861849 -2.104569 -1.509059 -1.135632

25%   -0.611510 -0.600794 -1.368714 -1.076610

50%    0.022070 -0.228039 -0.767252 -0.386188

75%    0.658444  0.041933 -0.034326  0.461706

max    1.212112  0.567020  0.276232  1.071804

转置数据

In [20]: df.T

Out[20]: 

   2013-01-01  2013-01-02  2013-01-03  2013-01-04  2013-01-05  2013-01-06

A    0.469112    1.212112   -0.861849    0.721555   -0.424972   -0.673690

B   -0.282863   -0.173215   -2.104569   -0.706771    0.567020    0.113648

C   -1.509059    0.119209   -0.494929   -1.039575    0.276232   -1.478427

D   -1.135632   -1.044236    1.071804    0.271860   -1.087401    0.524988

按轴排序

In [21]: df.sort_index(axis=1, ascending=False)

Out[21]: 

                   D         C         B         A

2013-01-01 -1.135632 -1.509059 -0.282863  0.469112

2013-01-02 -1.044236  0.119209 -0.173215  1.212112

2013-01-03  1.071804 -0.494929 -2.104569 -0.861849

2013-01-04  0.271860 -1.039575 -0.706771  0.721555

2013-01-05 -1.087401  0.276232  0.567020 -0.424972

2013-01-06  0.524988 -1.478427  0.113648 -0.673690

按值排序

In [22]: df.sort(columns='B')

Out[22]: 

                   A         B         C         D

2013-01-03 -0.861849 -2.104569 -0.494929  1.071804

2013-01-04  0.721555 -0.706771 -1.039575  0.271860

2013-01-01  0.469112 -0.282863 -1.509059 -1.135632

2013-01-02  1.212112 -0.173215  0.119209 -1.044236

2013-01-06 -0.673690  0.113648 -1.478427  0.524988

2013-01-05 -0.424972  0.567020  0.276232 -1.087401

选择器

注释: 标准Python / Numpy表达式可以完成这些互动工作, 但在生产代码中, 我们推荐使用优化的pandas数据访问方法, .at, .iat, .loc, .iloc 和 .ix.

参阅索引文档 索引和选择数据 and 多索引/高级索引


读取

选择单列, 这会产生一个序列, 等价df.A

In [23]: df['A']

Out[23]: 

2013-01-01    0.469112

2013-01-02    1.212112

2013-01-03   -0.861849

2013-01-04    0.721555

2013-01-05   -0.424972

2013-01-06   -0.673690

Freq: D, Name: A, dtype: float64


使用[]选择行片断

In [24]: df[0:3]

Out[24]: 

                   A         B         C         D

2013-01-01  0.469112 -0.282863 -1.509059 -1.135632

2013-01-02  1.212112 -0.173215  0.119209 -1.044236

2013-01-03 -0.861849 -2.104569 -0.494929  1.071804

 

In [25]: df['20130102':'20130104']

Out[25]: 

                   A         B         C         D

2013-01-02  1.212112 -0.173215  0.119209 -1.044236

2013-01-03 -0.861849 -2.104569 -0.494929  1.071804

2013-01-04  0.721555 -0.706771 -1.039575  0.271860

使用标签选择

更多信息请参阅按标签选择

使用标签获取横截面

In [26]: df.loc[dates[0]]

Out[26]: 

A    0.469112

B   -0.282863

C   -1.509059

D   -1.135632

Name: 2013-01-01 00:00:00, dtype: float64

使用标签选择多轴

In [27]: df.loc[:,['A','B']]

Out[27]: 

                   A         B

2013-01-01  0.469112 -0.282863

2013-01-02  1.212112 -0.173215

2013-01-03 -0.861849 -2.104569

2013-01-04  0.721555 -0.706771

2013-01-05 -0.424972  0.567020

2013-01-06 -0.673690  0.113648


显示标签切片, 包含两个端点

In [28]: df.loc['20130102':'20130104',['A','B']]

Out[28]: 

                   A         B

2013-01-02  1.212112 -0.173215

2013-01-03 -0.861849 -2.104569

2013-01-04  0.721555 -0.706771

降低返回对象维度

In [29]: df.loc['20130102',['A','B']]

Out[29]: 

A    1.212112

B   -0.173215

Name: 2013-01-02 00:00:00, dtype: float64

获取标量值

In [30]: df.loc[dates[0],'A']

Out[30]: 0.46911229990718628

快速访问并获取标量数据 (等价上面的方法)

In [31]: df.at[dates[0],'A']

Out[31]: 0.46911229990718628

按位置选择

更多信息请参阅按位置参阅

传递整数选择位置

In [32]: df.iloc[3]

Out[32]: 

A    0.721555

B   -0.706771

C   -1.039575

D    0.271860

Name: 2013-01-04 00:00:00, dtype: float64

使用整数片断,效果类似numpy/python

In [33]: df.iloc[3:5,0:2]

Out[33]: 

                   A         B

2013-01-04  0.721555 -0.706771

2013-01-05 -0.424972  0.567020

使用整数偏移定位列表,效果类似 numpy/python 样式

In [34]: df.iloc[[1,2,4],[0,2]]

Out[34]: 

                   A         C

2013-01-02  1.212112  0.119209

2013-01-03 -0.861849 -0.494929

2013-01-05 -0.424972  0.276232

显式行切片

In [35]: df.iloc[1:3,:]

Out[35]: 

                   A         B         C         D

2013-01-02  1.212112 -0.173215  0.119209 -1.044236

2013-01-03 -0.861849 -2.104569 -0.494929  1.071804

显式列切片

In [36]: df.iloc[:,1:3]

Out[36]: 

                   B         C

2013-01-01 -0.282863 -1.509059

2013-01-02 -0.173215  0.119209

2013-01-03 -2.104569 -0.494929

2013-01-04 -0.706771 -1.039575

2013-01-05  0.567020  0.276232

2013-01-06  0.113648 -1.478427

显式获取一个值

In [37]: df.iloc[1,1]

Out[37]: -0.17321464905330861


快速访问一个标量(等同上个方法)

In [38]: df.iat[1,1]

Out[38]: -0.17321464905330861

布尔索引

使用单个列的值选择数据.

In [39]: df[df.A > 0]

Out[39]: 

                   A         B         C         D

2013-01-01  0.469112 -0.282863 -1.509059 -1.135632

2013-01-02  1.212112 -0.173215  0.119209 -1.044236

2013-01-04  0.721555 -0.706771 -1.039575  0.271860

where 操作.

In [40]: df[df > 0]

Out[40]: 

                   A         B         C         D

2013-01-01  0.469112       NaN       NaN       NaN

2013-01-02  1.212112       NaN  0.119209       NaN

2013-01-03       NaN       NaN       NaN  1.071804

2013-01-04  0.721555       NaN       NaN  0.271860

2013-01-05       NaN  0.567020  0.276232       NaN

2013-01-06       NaN  0.113648       NaN  0.524988


使用 isin() 筛选:

In [41]: df2 = df.copy()

In [42]: df2['E']=['one', 'one','two','three','four','three']

 

In [43]: df2

Out[43]: 

                   A         B         C         D      E

2013-01-01  0.469112 -0.282863 -1.509059 -1.135632    one

2013-01-02  1.212112 -0.173215  0.119209 -1.044236    one

2013-01-03 -0.861849 -2.104569 -0.494929  1.071804    two

2013-01-04  0.721555 -0.706771 -1.039575  0.271860  three

2013-01-05 -0.424972  0.567020  0.276232 -1.087401   four

2013-01-06 -0.673690  0.113648 -1.478427  0.524988  three

 

In [44]: df2[df2['E'].isin(['two','four'])]

Out[44]: 

                   A         B         C         D     E

2013-01-03 -0.861849 -2.104569 -0.494929  1.071804   two

2013-01-05 -0.424972  0.567020  0.276232 -1.087401  four

赋值

赋值一个新列,通过索引自动对齐数据

In [45]: s1 = pd.Series([1,2,3,4,5,6],index=pd.date_range('20130102',periods=6))

In [46]: s1

Out[46]: 

2013-01-02    1

2013-01-03    2

2013-01-04    3

2013-01-05    4

2013-01-06    5

2013-01-07    6

Freq: D, dtype: int64

 

In [47]: df['F'] = s1

按标签赋值

In [48]: df.at[dates[0],'A'] = 0

按位置赋值

In [49]: df.iat[0,1] = 0

通过numpy数组分配赋值

In [50]: df.loc[:,'D'] = np.array([5] * len(df))

之前的操作结果

In [51]: df

Out[51]: 

                   A         B         C  D   F

2013-01-01  0.000000  0.000000 -1.509059  5 NaN

2013-01-02  1.212112 -0.173215  0.119209  5   1

2013-01-03 -0.861849 -2.104569 -0.494929  5   2

2013-01-04  0.721555 -0.706771 -1.039575  5   3

2013-01-05 -0.424972  0.567020  0.276232  5   4

2013-01-06 -0.673690  0.113648 -1.478427  5   5

where 操作赋值.

In [52]: df2 = df.copy()

In [53]: df2[df2 > 0] = -df2

In [54]: df2

Out[54]: 

                   A         B         C  D   F

2013-01-01  0.000000  0.000000 -1.509059 -5 NaN

2013-01-02 -1.212112 -0.173215 -0.119209 -5  -1

2013-01-03 -0.861849 -2.104569 -0.494929 -5  -2

2013-01-04 -0.721555 -0.706771 -1.039575 -5  -3

2013-01-05 -0.424972 -0.567020 -0.276232 -5  -4

2013-01-06 -0.673690 -0.113648 -1.478427 -5  -5


丢失的数据

pandas主要使用np.nan替换丢失的数据. 默认情况下它并不包含在计算中. 请参阅 Missing Data section

重建索引允许更改/添加/删除指定轴索引,并返回数据副本.

In [55]: df1 = df.reindex(index=dates[0:4],columns=list(df.columns) + ['E'])

In [56]: df1.loc[dates[0]:dates[1],'E'] = 1

In [57]: df1

Out[57]: 

                   A         B         C  D   F   E

2013-01-01  0.000000  0.000000 -1.509059  5 NaN   1

2013-01-02  1.212112 -0.173215  0.119209  5   1   1

2013-01-03 -0.861849 -2.104569 -0.494929  5   2 NaN

2013-01-04  0.721555 -0.706771 -1.039575  5   3 NaN

删除任何有丢失数据的行.

In [58]: df1.dropna(how='any')

Out[58]: 

                   A         B         C  D  F  E

2013-01-02  1.212112 -0.173215  0.119209  5  1  1

填充丢失数据

In [59]: df1.fillna(value=5)

Out[59]: 

                   A         B         C  D  F  E

2013-01-01  0.000000  0.000000 -1.509059  5  5  1

2013-01-02  1.212112 -0.173215  0.119209  5  1  1

2013-01-03 -0.861849 -2.104569 -0.494929  5  2  5

2013-01-04  0.721555 -0.706771 -1.039575  5  3  5

获取值是否nan的布尔标记

In [60]: pd.isnull(df1)

Out[60]: 

                A      B      C      D      F      E

2013-01-01  False  False  False  False   True  False

2013-01-02  False  False  False  False  False  False

2013-01-03  False  False  False  False  False   True

2013-01-04  False  False  False  False  False   True

运算

参阅二元运算基础

统计

计算时一般不包括丢失的数据

执行描述性统计

In [61]: df.mean()

Out[61]: 

A   -0.004474

B   -0.383981

C   -0.687758

D    5.000000

F    3.000000

dtype: float64

在其他轴做相同的运算

In [62]: df.mean(1)

Out[62]: 

2013-01-01    0.872735

2013-01-02    1.431621

2013-01-03    0.707731

2013-01-04    1.395042

2013-01-05    1.883656

2013-01-06    1.592306

Freq: D, dtype: float64

用于运算的对象有不同的维度并需要对齐.除此之外,pandas会自动沿着指定维度计算.

In [63]: s = pd.Series([1,3,5,np.nan,6,8],index=dates).shift(2)

In [64]: s

Out[64]: 

2013-01-01   NaN

2013-01-02   NaN

2013-01-03     1

2013-01-04     3

2013-01-05     5

2013-01-06   NaN

Freq: D, dtype: float64

 

In [65]: df.sub(s,axis='index')

Out[65]: 

                   A         B         C   D   F

2013-01-01       NaN       NaN       NaN NaN NaN

2013-01-02       NaN       NaN       NaN NaN NaN

2013-01-03 -1.861849 -3.104569 -1.494929   4   1

2013-01-04 -2.278445 -3.706771 -4.039575   2   0

2013-01-05 -5.424972 -4.432980 -4.723768   0  -1

2013-01-06       NaN       NaN       NaN NaN NaN

Apply

在数据上使用函数

In [66]: df.apply(np.cumsum)

Out[66]: 

                   A         B         C   D   F

2013-01-01  0.000000  0.000000 -1.509059   5 NaN

2013-01-02  1.212112 -0.173215 -1.389850  10   1

2013-01-03  0.350263 -2.277784 -1.884779  15   3

2013-01-04  1.071818 -2.984555 -2.924354  20   6

2013-01-05  0.646846 -2.417535 -2.648122  25  10

2013-01-06 -0.026844 -2.303886 -4.126549  30  15

 

In [67]: df.apply(lambda x: x.max() - x.min())

Out[67]: 

A    2.073961

B    2.671590

C    1.785291

D    0.000000

F    4.000000

dtype: float64

直方图

请参阅 直方图和离散化

In [68]: s = pd.Series(np.random.randint(0,7,size=10))

In [69]: s

Out[69]: 

0    4

1    2

2    1

3    2

4    6

5    4

6    4

7    6

8    4

9    4

dtype: int32

 

In [70]: s.value_counts()

Out[70]: 

4    5

6    2

2    2

1    1

dtype: int64

字符串方法

序列可以使用一些字符串处理方法很轻易操作数据组中的每个元素,比如以下代码片断。 注意字符匹配方法默认情况下通常使用正则表达式(并且大多数时候都如此). 更多信息请参阅字符串向量方法.

In [71]: s = pd.Series(['A', 'B', 'C', 'Aaba', 'Baca', np.nan, 'CABA', 'dog', 'cat'])

In [72]: s.str.lower()

Out[72]: 

0       a

1       b

2       c

3    aaba

4    baca

5     NaN

6    caba

7     dog

8     cat

dtype: object

合并

连接

pandas提供各种工具以简便合并序列,数据桢,和组合对象, 在连接/合并类型操作中使用多种类型索引和相关数学函数.

请参阅合并部分

把pandas对象连接到一起

In [73]: df = pd.DataFrame(np.random.randn(10, 4))

In [74]: df

Out[74]: 

          0         1         2         3

0 -0.548702  1.467327 -1.015962 -0.483075

1  1.637550 -1.217659 -0.291519 -1.745505

2 -0.263952  0.991460 -0.919069  0.266046

3 -0.709661  1.669052  1.037882 -1.705775

4 -0.919854 -0.042379  1.247642 -0.009920

5  0.290213  0.495767  0.362949  1.548106

6 -1.131345 -0.089329  0.337863 -0.945867

7 -0.932132  1.956030  0.017587 -0.016692

8 -0.575247  0.254161 -1.143704  0.215897

9  1.193555 -0.077118 -0.408530 -0.862495

 

# break it into pieces

In [75]: pieces = [df[:3], df[3:7], df[7:]]

In [76]: pd.concat(pieces)

Out[76]: 

          0         1         2         3

0 -0.548702  1.467327 -1.015962 -0.483075

1  1.637550 -1.217659 -0.291519 -1.745505

2 -0.263952  0.991460 -0.919069  0.266046

3 -0.709661  1.669052  1.037882 -1.705775

4 -0.919854 -0.042379  1.247642 -0.009920

5  0.290213  0.495767  0.362949  1.548106

6 -1.131345 -0.089329  0.337863 -0.945867

7 -0.932132  1.956030  0.017587 -0.016692

8 -0.575247  0.254161 -1.143704  0.215897

9  1.193555 -0.077118 -0.408530 -0.862495

连接

SQL样式合并. 请参阅 数据库style联接

In [77]: left = pd.DataFrame({'key': ['foo', 'foo'], 'lval': [1, 2]})

In [78]: right = pd.DataFrame({'key': ['foo', 'foo'], 'rval': [4, 5]})

In [79]: left

Out[79]: 

   key  lval

0  foo     1

1  foo     2

 

In [80]: right

Out[80]: 

   key  rval

0  foo     4

1  foo     5

 

In [81]: pd.merge(left, right, on='key')

Out[81]: 

   key  lval  rval

0  foo     1     4

1  foo     1     5

2  foo     2     4

3  foo     2     5

添加


添加行到数据增. 参阅 添加

In [82]: df = pd.DataFrame(np.random.randn(8, 4), columns=['A','B','C','D'])

In [83]: df

Out[83]: 

          A         B         C         D

0  1.346061  1.511763  1.627081 -0.990582

1 -0.441652  1.211526  0.268520  0.024580

2 -1.577585  0.396823 -0.105381 -0.532532

3  1.453749  1.208843 -0.080952 -0.264610

4 -0.727965 -0.589346  0.339969 -0.693205

5 -0.339355  0.593616  0.884345  1.591431

6  0.141809  0.220390  0.435589  0.192451

7 -0.096701  0.803351  1.715071 -0.708758

 

In [84]: s = df.iloc[3]

In [85]: df.append(s, ignore_index=True)

Out[85]: 

          A         B         C         D

0  1.346061  1.511763  1.627081 -0.990582

1 -0.441652  1.211526  0.268520  0.024580

2 -1.577585  0.396823 -0.105381 -0.532532

3  1.453749  1.208843 -0.080952 -0.264610

4 -0.727965 -0.589346  0.339969 -0.693205

5 -0.339355  0.593616  0.884345  1.591431

6  0.141809  0.220390  0.435589  0.192451

7 -0.096701  0.803351  1.715071 -0.708758

8  1.453749  1.208843 -0.080952 -0.264610

分组

对于“group by”指的是以下一个或多个处理

将数据按某些标准分割为不同的组

在每个独立组上应用函数

组合结果为一个数据结构

请参阅 分组部分

In [86]: df = pd.DataFrame({'A' : ['foo', 'bar', 'foo', 'bar',

   ....:                          'foo', 'bar', 'foo', 'foo'],

   ....:                    'B' : ['one', 'one', 'two', 'three',

   ....:                          'two', 'two', 'one', 'three'],

   ....:                    'C' : np.random.randn(8),

   ....:                    'D' : np.random.randn(8)})

   ....: 

In [87]: df

Out[87]: 

     A      B         C         D

0  foo    one -1.202872 -0.055224

1  bar    one -1.814470  2.395985

2  foo    two  1.018601  1.552825

3  bar  three -0.595447  0.166599

4  foo    two  1.395433  0.047609

5  bar    two -0.392670 -0.136473

6  foo    one  0.007207 -0.561757

7  foo  three  1.928123 -1.623033

分组然后应用函数统计总和存放到结果组

In [88]: df.groupby('A').sum()

Out[88]: 

            C        D

A                     

bar -2.802588  2.42611

foo  3.146492 -0.63958

按多列分组为层次索引,然后应用函数

In [89]: df.groupby(['A','B']).sum()

Out[89]: 

                  C         D

A   B                        

bar one   -1.814470  2.395985

    three -0.595447  0.166599

    two   -0.392670 -0.136473

foo one   -1.195665 -0.616981

    three  1.928123 -1.623033

    two    2.414034  1.600434

重塑

请参阅章节 分层索引 和 重塑.


堆叠

In [90]: tuples = list(zip(*[['bar', 'bar', 'baz', 'baz',

   ....:                      'foo', 'foo', 'qux', 'qux'],

   ....:                     ['one', 'two', 'one', 'two',

   ....:                      'one', 'two', 'one', 'two']]))

   ....: 

In [91]: index = pd.MultiIndex.from_tuples(tuples, names=['first', 'second'])

In [92]: df = pd.DataFrame(np.random.randn(8, 2), index=index, columns=['A', 'B'])

In [93]: df2 = df[:4]

In [94]: df2

Out[94]: 

                     A         B

first second                    

bar   one     0.029399 -0.542108

      two     0.282696 -0.087302

baz   one    -1.575170  1.771208

      two     0.816482  1.100230

堆叠 函数 “压缩” 数据桢的列一个级别.

In [95]: stacked = df2.stack()

In [96]: stacked

Out[96]: 

first  second   

bar    one     A    0.029399

               B   -0.542108

       two     A    0.282696

               B   -0.087302

baz    one     A   -1.575170

               B    1.771208

       two     A    0.816482

               B    1.100230

dtype: float64

被“堆叠”数据桢或序列(有多个索引作为索引), 其堆叠的反向操作是未堆栈, 上面的数据默认反堆叠到上一级别:

In [97]: stacked.unstack()

Out[97]: 

                     A         B

first second                    

bar   one     0.029399 -0.542108

      two     0.282696 -0.087302

baz   one    -1.575170  1.771208

      two     0.816482  1.100230

 

In [98]: stacked.unstack(1)

Out[98]: 

second        one       two

first                      

bar   A  0.029399  0.282696

      B -0.542108 -0.087302

baz   A -1.575170  0.816482

      B  1.771208  1.100230

 

In [99]: stacked.unstack(0)

Out[99]: 

first          bar       baz

second                      

one    A  0.029399 -1.575170

       B -0.542108  1.771208

two    A  0.282696  0.816482

       B -0.087302  1.100230


数据透视表

查看数据透视表.

In [100]: df = pd.DataFrame({'A' : ['one', 'one', 'two', 'three'] * 3,

   .....:                    'B' : ['A', 'B', 'C'] * 4,

   .....:                    'C' : ['foo', 'foo', 'foo', 'bar', 'bar', 'bar'] * 2,

   .....:                    'D' : np.random.randn(12),

   .....:                    'E' : np.random.randn(12)})

   .....: 

In [101]: df

Out[101]: 

        A  B    C         D         E

0     one  A  foo  1.418757 -0.179666

1     one  B  foo -1.879024  1.291836

2     two  C  foo  0.536826 -0.009614

3   three  A  bar  1.006160  0.392149

4     one  B  bar -0.029716  0.264599

5     one  C  bar -1.146178 -0.057409

6     two  A  foo  0.100900 -1.425638

7   three  B  foo -1.035018  1.024098

8     one  C  foo  0.314665 -0.106062

9     one  A  bar -0.773723  1.824375

10    two  B  bar -1.170653  0.595974

11  three  C  bar  0.648740  1.167115

我们可以从此数据非常容易的产生数据透视表:

In [102]: pd.pivot_table(df, values='D', index=['A', 'B'], columns=['C'])

Out[102]: 

C             bar       foo

A     B                    

one   A -0.773723  1.418757

      B -0.029716 -1.879024

      C -1.146178  0.314665

three A  1.006160       NaN

      B       NaN -1.035018

      C  0.648740       NaN

two   A       NaN  0.100900

      B -1.170653       NaN

      C       NaN  0.536826

时间序列

pandas有易用,强大且高效的函数用于高频数据重采样转换操作(例如,转换秒数据到5分钟数据), 这是很普遍的情况,但并不局限于金融应用, 请参阅时间序列章节

In [103]: rng = pd.date_range('1/1/2012', periods=100, freq='S')

In [104]: ts = pd.Series(np.random.randint(0, 500, len(rng)), index=rng)

In [105]: ts.resample('5Min', how='sum')

Out[105]: 

2012-01-01    25083

Freq: 5T, dtype: int32

时区表示

In [106]: rng = pd.date_range('3/6/2012 00:00', periods=5, freq='D')

In [107]: ts = pd.Series(np.random.randn(len(rng)), rng)

In [108]: ts

Out[108]: 

2012-03-06    0.464000

2012-03-07    0.227371

2012-03-08   -0.496922

2012-03-09    0.306389

2012-03-10   -2.290613

Freq: D, dtype: float64

 

In [109]: ts_utc = ts.tz_localize('UTC')

In [110]: ts_utc

Out[110]: 

2012-03-06 00:00:00+00:00    0.464000

2012-03-07 00:00:00+00:00    0.227371

2012-03-08 00:00:00+00:00   -0.496922

2012-03-09 00:00:00+00:00    0.306389

2012-03-10 00:00:00+00:00   -2.290613

Freq: D, dtype: float64

转换到其它时区

In [111]: ts_utc.tz_convert('US/Eastern')

Out[111]: 

2012-03-05 19:00:00-05:00    0.464000

2012-03-06 19:00:00-05:00    0.227371

2012-03-07 19:00:00-05:00   -0.496922

2012-03-08 19:00:00-05:00    0.306389

2012-03-09 19:00:00-05:00   -2.290613

Freq: D, dtype: float64


转换不同的时间跨度

In [112]: rng = pd.date_range('1/1/2012', periods=5, freq='M')

In [113]: ts = pd.Series(np.random.randn(len(rng)), index=rng)

In [114]: ts

Out[114]: 

2012-01-31   -1.134623

2012-02-29   -1.561819

2012-03-31   -0.260838

2012-04-30    0.281957

2012-05-31    1.523962

Freq: M, dtype: float64

 

In [115]: ps = ts.to_period()

In [116]: ps

Out[116]: 

2012-01   -1.134623

2012-02   -1.561819

2012-03   -0.260838

2012-04    0.281957

2012-05    1.523962

Freq: M, dtype: float64

 

In [117]: ps.to_timestamp()

Out[117]: 

2012-01-01   -1.134623

2012-02-01   -1.561819

2012-03-01   -0.260838

2012-04-01    0.281957

2012-05-01    1.523962

Freq: MS, dtype: float64


转换时段并且使用一些运算函数, 下例中, 我们转换年报11月到季度结束每日上午9点数据

In [118]: prng = pd.period_range('1990Q1', '2000Q4', freq='Q-NOV')

In [119]: ts = pd.Series(np.random.randn(len(prng)), prng)

In [120]: ts.index = (prng.asfreq('M', 'e') + 1).asfreq('H', 's') + 9

In [121]: ts.head()

Out[121]: 

1990-03-01 09:00   -0.902937

1990-06-01 09:00    0.068159

1990-09-01 09:00   -0.057873

1990-12-01 09:00   -0.368204

1991-03-01 09:00   -1.144073

Freq: H, dtype: float64

分类

自版本0.15起, pandas可以在数据桢中包含分类. 完整的文档, 请查看分类介绍 and the API文档.

In [122]: df = pd.DataFrame({"id":[1,2,3,4,5,6], "raw_grade":['a', 'b', 'b', 'a', 'a', 'e']})


转换原始类别为分类数据类型.

In [123]: df["grade"] = df["raw_grade"].astype("category")

In [124]: df["grade"]

Out[124]: 

0    a

1    b

2    b

3    a

4    a

5    e

Name: grade, dtype: category

Categories (3, object): [a, b, e]

重命令分类为更有意义的名称 (分配到Series.cat.categories对应位置!)

In [125]: df["grade"].cat.categories = ["very good", "good", "very bad"]

重排顺分类,同时添加缺少的分类(序列 .cat方法下返回新默认序列)

In [126]: df["grade"] = df["grade"].cat.set_categories(["very bad", "bad", "medium", "good", "very good"])

In [127]: df["grade"]

Out[127]: 

0    very good

1         good

2         good

3    very good

4    very good

5     very bad

Name: grade, dtype: category

Categories (5, object): [very bad, bad, medium, good, very good]

排列分类中的顺序,不是按词汇排列.

In [128]: df.sort("grade")

Out[128]: 

   id raw_grade      grade

5   6         e   very bad

1   2         b       good

2   3         b       good

0   1         a  very good

3   4         a  very good

4   5         a  very good

类别列分组,并且也显示空类别.

In [129]: df.groupby("grade").size()

Out[129]: 

grade

very bad      1

bad         NaN

medium      NaN

good          2

very good     3

dtype: float64

绘图

绘图文档.

In [130]: ts = pd.Series(np.random.randn(1000), index=pd.date_range('1/1/2000', periods=1000))

In [131]: ts = ts.cumsum()

In [132]: ts.plot()

Out[132]:

在数据桢中,可以很方便的绘制带标签列:

In [133]: df = pd.DataFrame(np.random.randn(1000, 4), index=ts.index,

   .....:                   columns=['A', 'B', 'C', 'D'])

   .....: 

In [134]: df = df.cumsum()

In [135]: plt.figure(); df.plot(); plt.legend(loc='best')

Out[135]:

获取数据输入/输出

CSV

写入csv文件

In [136]: df.to_csv('foo.csv')

读取csv文件

In [137]: pd.read_csv('foo.csv')

Out[137]: 

     Unnamed: 0          A          B         C          D

0    2000-01-01   0.266457  -0.399641 -0.219582   1.186860

1    2000-01-02  -1.170732  -0.345873  1.653061  -0.282953

2    2000-01-03  -1.734933   0.530468  2.060811  -0.515536

3    2000-01-04  -1.555121   1.452620  0.239859  -1.156896

4    2000-01-05   0.578117   0.511371  0.103552  -2.428202

5    2000-01-06   0.478344   0.449933 -0.741620  -1.962409

6    2000-01-07   1.235339  -0.091757 -1.543861  -1.084753

..          ...        ...      &

以上是 十分钟搞定pandas 的全部内容, 来源链接: utcz.com/z/522327.html

回到顶部