当我们构建好了 Series 和 DataFrame 之后,我们会经常使用哪些功能呢?来跟我看看吧。引用上一章节中的场景,我们有一些用户的的信息,并将它们存储到了 DataFrame 中。
因为大多数情况下 DataFrame 比 Series 更为常用,所以这里以 DataFrame 举例说明,但实际上很多常用功能对于 Series 也适用。
index = pd.Index(data=["Tom", "Bob", "Mary", "James", name="name")data = { "age": [18, 30, 25, 40, "city": ["BeiJing", "ShangHai", "GuangZhou", "ShenZhen", "sex": ["male", "male", "female", "male"}user_info = pd.DataFrame(data=data, index=index)user_info[size=0.8em]Python一般拿到数据,我们第一步需要做的是了解下数据的整体情况,可以使用 info 方法来查看。
user_info.info()[size=0.8em]Python如果我们的数据量非常大,我想看看数据长啥样,我当然不希望查看所有的数据了,这时候我们可以采用只看头部的 n 条或者尾部的 n 条。查看头部的 n 条数据可以使用 head 方法,查看尾部的 n 条数据可以使用 tail 方法。
user_info.head(2)[size=0.8em]Python此外,Pandas 中的数据结构都有 ndarray 中的常用方法和属性,如通过 .shape 获取数据的形状,通过 .T 获取数据的转置。
user_info.shape[size=0.8em]Python如果我们想要通过 DataFrame 来获取它包含的原有数据,可以通过 .values 来获取,获取后的数据类型其实是一个 ndarray。
user_info.values[size=0.8em]Python有时候我们获取到数据之后,想要查看下数据的简单统计指标(最大值、最小值、平均值、中位数等),比如想要查看年龄的最大值,如何实现呢?
直接对 age 这一列调用 max方法即可。
user_info.age.max()[size=0.8em]Python类似的,通过调用 min、mean、quantile、sum 方法可以实现最小值、平均值、中位数以及求和。可以看到,对一个 Series 调用 这几个方法之后,返回的都只是一个聚合结果。
来介绍个有意思的方法:cumsum,看名字就发现它和 sum 方法有关系,事实上确实如此,cumsum 也是用来求和的,不过它是用来累加求和的,也就是说它得到的结果与原始的 Series 或DataFrame 大小相同。
user_info.age.cumsum()[size=0.8em]Python可以看到,cummax 最后的结果就是将上一次求和的结果与原始当前值求和作为当前值。这话听起来有点绕。举个例子,上面的 73 = 48 + 25。cumsum 也可以用来操作字符串类型的对象。
user_info.sex.cumsum()[size=0.8em]Python如果想要获取更多的统计方法,可以参见官方链接:Descriptive statistics
虽然说常见的各种统计值都有对应的方法,如果我想要得到多个指标的话,就需要调用多次方法,是不是显得有点麻烦呢?
Pandas 设计者自然也考虑到了这个问题,想要一次性获取多个统计指标,只需调用 describe 方法即可。
user_info.describe()[size=0.8em]Python可以看到,直接调用 describe 方法后,会显示出数字类型的列的一些统计指标,如 总数、平均数、标准差、最小值、最大值、25%/50%/75% 分位数。如果想要查看非数字类型的列的统计指标,可以设置 include=["object"] 来获得。
user_info.describe(include=["object")[size=0.8em]Python上面的结果展示了非数字类型的列的一些统计指标:总数,去重后的个数、最常见的值、最常见的值的频数。
此外,如果我想要统计下某列中每个值出现的次数,如何快速实现呢?调用 value_counts 方法快速获取 Series 中每个值出现的次数。
user_info.sex.value_counts()[size=0.8em]Python如果想要获取某列最大值或最小值对应的索引,可以使用 idxmax 或 idxmin 方法完成。
user_info.age.idxmax()[size=0.8em]Python有时候,我们会碰到这样的需求,想要将年龄进行离散化(分桶),直白来说就是将年龄分成几个区间,这里我们想要将年龄分成 3 个区间段。就可以使用 Pandas 的 cut 方法来完成。
pd.cut(user_info.age, 3)[size=0.8em]Python可以看到, cut 自动生成了等距的离散区间,如果自己想定义也是没问题的。
pd.cut(user_info.age, [1, 18, 30, 50)[size=0.8em]Python有时候离散化之后,想要给每个区间起个名字,可以指定 labels 参数。
pd.cut(user_info.age, [1, 18, 30, 50, labels=["childhood", "youth", "middle")[size=0.8em]Python除了可以使用 cut 进行离散化之外,qcut 也可以实现离散化。cut 是根据每个值的大小来进行离散化的,qcut 是根据每个值出现的次数来进行离散化的。
pd.qcut(user_info.age, 3)[size=0.8em]Python在进行数据分析时,少不了进行数据排序。Pandas 支持两种排序方式:按轴(索引或列)排序和按实际值排序。
先来看下按索引排序:sort_index 方法默认是按照索引进行正序排的。
user_info.sort_index()[size=0.8em]Python如果想要按照列进行倒序排,可以设置参数 axis=1 和 ascending=False。
user_info.sort_index(axis=1, ascending=False)[size=0.8em]Python如果想要实现按照实际值来排序,例如想要按照年龄排序,如何实现呢?
使用 sort_values 方法,设置参数 by="age" 即可。
user_info.sort_values(by="age")[size=0.8em]Python有时候我们可能需要按照多个值来排序,例如:按照年龄和城市来一起排序,可以设置参数 by 为一个 list 即可。
注意:list 中每个元素的顺序会影响排序优先级的。
user_info.sort_values(by=["age", "city")[size=0.8em]Python一般在排序后,我们可能需要获取最大的n个值或最小值的n个值,我们可以使用 nlargest 和nsmallest 方法来完成,这比先进行排序,再使用 head(n) 方法快得多。
user_info.age.nlargest(2)[size=0.8em]Python虽说 Pandas 为我们提供了非常丰富的函数,有时候我们可能需要自己定制一些函数,并将它应用到 DataFrame 或 Series。常用到的函数有:map、apply、applymap。
map 是 Series 中特有的方法,通过它可以对 Series 中的每个元素实现转换。
如果我想通过年龄判断用户是否属于中年人(30岁以上为中年),通过 map 可以轻松搞定它。
# 接收一个 lambda 函数user_info.age.map(lambda x: "yes" if x >= 30 else "no")[size=0.8em]Python又比如,我想要通过城市来判断是南方还是北方,我可以这样操作。
city_map = { "BeiJing": "north", "ShangHai": "south", "GuangZhou": "south", "ShenZhen": "south"}# 传入一个 mapuser_info.city.map(city_map)[size=0.8em]Pythonapply 方法既支持 Series,也支持 DataFrame,在对 Series 操作时会作用到每个值上,在对 DataFrame 操作时会作用到所有行或所有列(通过 axis 参数控制)。
# 对 Series 来说,apply 方法 与 map 方法区别不大。user_info.age.apply(lambda x: "yes" if x >= 30 else "no")[size=0.8em]Pythonapplymap 方法针对于 DataFrame,它作用于 DataFrame 中的每个元素,它对 DataFrame 的效果类似于 apply 对 Series 的效果。
user_info.applymap(lambda x: str(x).lower())[size=0.8em]Python在使用 DataFrame 的过程中,经常会遇到修改列名,索引名等情况。使用 rename 轻松可以实现。
修改列名只需要设置参数 columns 即可。
user_info.rename(columns={"age": "Age", "city": "City", "sex": "Sex"})[size=0.8em]Python类似的,修改索引名只需要设置参数 index 即可。
user_info.rename(index={"Tom": "tom", "Bob": "bob"})[size=0.8em]Python如果想要获取每种类型的列数的话,可以使用 get_dtype_counts 方法。
user_info.get_dtype_counts()[size=0.8em]Python如果想要转换数据类型的话,可以通过 astype 来完成。
user_info["age".astype(float)[size=0.8em]Python有时候会涉及到将 object 类型转为其他类型,常见的有转为数字、日期、时间差,Pandas 中分别对应 to_numeric、to_datetime、to_timedelta 方法。
这里给这些用户都添加一些关于身高的信息。
user_info["height" = ["178", "168", "178", "180cm"user_info[size=0.8em]Python现在将身高这一列转为数字,很明显,180cm 并非数字,为了强制转换,我们可以传入 errors 参数,这个参数的作用是当强转失败时的处理方式。
默认情况下,errors='raise',这意味着强转失败后直接抛出异常,设置 errors='coerce' 可以在强转失败时将有问题的元素赋值为 pd.NaT(对于datetime和timedelta)或 np.nan(数字)。设置errors='ignore' 可以在强转失败时返回原有的数据。
pd.to_numeric(user_info.height, errors="coerce")[size=0.8em]Python欢迎光临 黑马程序员技术交流社区 (http://bbs.itheima.com/) | 黑马程序员IT技术论坛 X3.2 |