本来打算学习pandas模块,并写一个博客记录一下自己的学习,但是不知道怎么了,最近好像有点急功近利,就想把别人的东西复制过来,当心沉下来,自己自觉地将原本写满的pandas学习笔记删除了,这次打算写上自己的学习记录,这里送给自己一句话,同时送给看这篇博客的人,共勉
当你迷茫的时候,当你饱受煎熬的时候,请停下来,想想自己学习的初衷,想想自己写博客的初衷,爱你所爱,行你所行,听从你心,无问西东。
好了,正文开始。
pandas是做数据分析非常重要的一个模块,它使得数据分析的工作变得更快更简单。由于现实世界中数据源的格式非常多,但是pandas也支持了不同数据格式的导入方法,所以学习pandas非常有必要。
本文首先记录一下自己学习read_csv的笔记,当然了自己需要用什么,就学习什么,而不是记录人家read_csv的所有方法,要是想看所有的方法详解可以去官网,要想学习Pandas建议先看下面2个网站。
官网地址如下:https://pandas.pydata.org/
官网教程如下(十分钟搞定pandas):https://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/10min.html
NAN (数值数据类型的一类数),全称Not a Number ,表示未定义或者不可表示的值。
一:read_csv方法
1,准备CSV文件
Train_A_001.csv文件内容如下:
0.916,4.37,-1.372,0.102,0.041,0.069,0.018 0.892,3.955,-1.277,0.015,-0.099,-0.066,0.018 0.908,3.334,-1.193,0.033,-0.098,-0.059,0.018 1.013,3.022,-1.082,0.151,0.015,0.035,0.018 1.111,2.97,-1.103,-0.048,-0.175,-0.171,0.019 1.302,3.043,-1.089,0.011,-0.085,-0.097,0.018 1.552,3.017,-1.052,0.066,-0.002,-0.036,0.019 1.832,2.796,-0.933,0.002,-0.028,-0.075,0.019 2.127,2.521,-0.749,0.011,0.041,-0.022,0.019 2.354,2.311,-0.623,-0.038,0.012,-0.056,0.019 2.537,2.024,-0.452,0.039,0.089,0.031,0.019 2.639,1.669,-0.277,-0.005,0.036,-0.008,0.019 2.707,1.314,-0.214,0.013,0.031,-0.005,0.019 2.81,0.926,-0.142,0.062,0.046,0.031,0.019
2,直接读取文件内容
read_csv读取的数据类型为Dataframe,通过obj.dtypes可以查看每列的数据类型
首先说一下,我这段csv文件是没有列索引的,那么我的读取代码如下可以读取到什么呢?
import pandas as pd filename = r\'Train_A/Train_A_001.csv\' data = pd.read_csv(filename) print(data)
结果如下;
0.916 4.37 -1.372 0.102 0.041 0.069 0.018 0 0.892 3.955 -1.277 0.015 -0.099 -0.066 0.018 1 0.908 3.334 -1.193 0.033 -0.098 -0.059 0.018 2 1.013 3.022 -1.082 0.151 0.015 0.035 0.018 3 1.111 2.970 -1.103 -0.048 -0.175 -0.171 0.019 4 1.302 3.043 -1.089 0.011 -0.085 -0.097 0.018 5 1.552 3.017 -1.052 0.066 -0.002 -0.036 0.019 6 1.832 2.796 -0.933 0.002 -0.028 -0.075 0.019 7 2.127 2.521 -0.749 0.011 0.041 -0.022 0.019 8 2.354 2.311 -0.623 -0.038 0.012 -0.056 0.019 9 2.537 2.024 -0.452 0.039 0.089 0.031 0.019 10 2.639 1.669 -0.277 -0.005 0.036 -0.008 0.019 11 2.707 1.314 -0.214 0.013 0.031 -0.005 0.019 12 2.810 0.926 -0.142 0.062 0.046 0.031 0.019
大家可以发现,它默认你有列索引,并且把第一行的数据当做列索引,并且从第二行开始设置了行索引,所以说列索引的设置非常重要,起码在这里看来是这样的,那么如何设置呢,下面就具体分析一下。
3,列索引 header=?的含义
当加上header=None的时候,表明原始文件没有列索引,这样的话会默认自动加上,除非你给定名称。结果如下:
0 1 2 3 4 5 6 0 0.916 4.370 -1.372 0.102 0.041 0.069 0.018 1 0.892 3.955 -1.277 0.015 -0.099 -0.066 0.018 2 0.908 3.334 -1.193 0.033 -0.098 -0.059 0.018 3 1.013 3.022 -1.082 0.151 0.015 0.035 0.018 4 1.111 2.970 -1.103 -0.048 -0.175 -0.171 0.019 5 1.302 3.043 -1.089 0.011 -0.085 -0.097 0.018 6 1.552 3.017 -1.052 0.066 -0.002 -0.036 0.019 7 1.832 2.796 -0.933 0.002 -0.028 -0.075 0.019 8 2.127 2.521 -0.749 0.011 0.041 -0.022 0.019 9 2.354 2.311 -0.623 -0.038 0.012 -0.056 0.019 10 2.537 2.024 -0.452 0.039 0.089 0.031 0.019 11 2.639 1.669 -0.277 -0.005 0.036 -0.008 0.019 12 2.707 1.314 -0.214 0.013 0.031 -0.005 0.019 13 2.810 0.926 -0.142 0.062 0.046 0.031 0.019
当加上header=0的时候,表明原始文件的第0行为列索引。结果如下:
0.916 4.37 -1.372 0.102 0.041 0.069 0.018 0 0.892 3.955 -1.277 0.015 -0.099 -0.066 0.018 1 0.908 3.334 -1.193 0.033 -0.098 -0.059 0.018 2 1.013 3.022 -1.082 0.151 0.015 0.035 0.018 3 1.111 2.970 -1.103 -0.048 -0.175 -0.171 0.019 4 1.302 3.043 -1.089 0.011 -0.085 -0.097 0.018 5 1.552 3.017 -1.052 0.066 -0.002 -0.036 0.019 6 1.832 2.796 -0.933 0.002 -0.028 -0.075 0.019 7 2.127 2.521 -0.749 0.011 0.041 -0.022 0.019 8 2.354 2.311 -0.623 -0.038 0.012 -0.056 0.019 9 2.537 2.024 -0.452 0.039 0.089 0.031 0.019 10 2.639 1.669 -0.277 -0.005 0.036 -0.008 0.019 11 2.707 1.314 -0.214 0.013 0.031 -0.005 0.019 12 2.810 0.926 -0.142 0.062 0.046 0.031 0.019
从这段代码我们可以发现,少了一行,所以第一行的代码也被默认为列索引。
当没有列索引的时候,我们也可以自己指定索引名称,方便自己记录,代码如下:
import pandas as pd filename = r\'Train_A/Train_A_001.csv\' data = pd.read_csv(filename,header=None,names=(\'a\',\'b\',\'c\',\'d\',\'e\',\'f\',\'g\')) print(data)
通过上述代码,我们可以指定列索引为a~f,结果如下:
a b c d e f g 0 0.916 4.370 -1.372 0.102 0.041 0.069 0.018 1 0.892 3.955 -1.277 0.015 -0.099 -0.066 0.018 2 0.908 3.334 -1.193 0.033 -0.098 -0.059 0.018 3 1.013 3.022 -1.082 0.151 0.015 0.035 0.018 4 1.111 2.970 -1.103 -0.048 -0.175 -0.171 0.019 5 1.302 3.043 -1.089 0.011 -0.085 -0.097 0.018 6 1.552 3.017 -1.052 0.066 -0.002 -0.036 0.019 7 1.832 2.796 -0.933 0.002 -0.028 -0.075 0.019 8 2.127 2.521 -0.749 0.011 0.041 -0.022 0.019 9 2.354 2.311 -0.623 -0.038 0.012 -0.056 0.019 10 2.537 2.024 -0.452 0.039 0.089 0.031 0.019 11 2.639 1.669 -0.277 -0.005 0.036 -0.008 0.019 12 2.707 1.314 -0.214 0.013 0.031 -0.005 0.019 13 2.810 0.926 -0.142 0.062 0.046 0.031 0.019
4,行索引 index_col = ?的含义
从上面的代码,我们可以发现,没有行索引,只要设置了列索引就行,但是真的行索引不重要吗,当然不是,有些时候有些需求也是需要列索引为自己定义的名称,这里我们同样看待,并学习一下:
当设置行索引为None的时候,也就是index_col = None,同时设置列索引的时候,代码如下:
import pandas as pd filename = r\'Train_A/Train_A_001.csv\' data = pd.read_csv(filename,index_col=None,header=None) print(data)
结果呢,如下:
0 1 2 3 4 5 6 0 0.916 4.370 -1.372 0.102 0.041 0.069 0.018 1 0.892 3.955 -1.277 0.015 -0.099 -0.066 0.018 2 0.908 3.334 -1.193 0.033 -0.098 -0.059 0.018 3 1.013 3.022 -1.082 0.151 0.015 0.035 0.018 4 1.111 2.970 -1.103 -0.048 -0.175 -0.171 0.019 5 1.302 3.043 -1.089 0.011 -0.085 -0.097 0.018 6 1.552 3.017 -1.052 0.066 -0.002 -0.036 0.019 7 1.832 2.796 -0.933 0.002 -0.028 -0.075 0.019 8 2.127 2.521 -0.749 0.011 0.041 -0.022 0.019 9 2.354 2.311 -0.623 -0.038 0.012 -0.056 0.019 10 2.537 2.024 -0.452 0.039 0.089 0.031 0.019 11 2.639 1.669 -0.277 -0.005 0.036 -0.008 0.019 12 2.707 1.314 -0.214 0.013 0.031 -0.005 0.019 13 2.810 0.926 -0.142 0.062 0.046 0.031 0.019
当然了,当设置行索引为0的时候,也就是index_col = 0,则第一列为索引。
5,读取指定csv的某一列 usecols = [?]
当然了,在做数据分析的许多时候,我们会读取指定的某一列,使用的函数如下:
import pandas as pd filename = r\'Train_A/Train_A_001.csv\' data = pd.read_csv(filename,index_col=None,header=None,usecols=[1]) print(data)
上面意思是使用第一列数据(列表默认从0开始的啊),结果如下:
1 0 4.370 1 3.955 2 3.334 3 3.022 4 2.970 5 3.043 6 3.017 7 2.796 8 2.521 9 2.311 10 2.024 11 1.669 12 1.314 13 0.926
要想一起读取三列,则代码如下:
import pandas as pd filename = r\'Train_A/Train_A_001.csv\' data = pd.read_csv(filename,index_col=None,header=None,usecols=[1,2,3]) print(data)
结果如下:
1 2 3 0 4.370 -1.372 0.102 1 3.955 -1.277 0.015 2 3.334 -1.193 0.033 3 3.022 -1.082 0.151 4 2.970 -1.103 -0.048 5 3.043 -1.089 0.011 6 3.017 -1.052 0.066 7 2.796 -0.933 0.002 8 2.521 -0.749 0.011 9 2.311 -0.623 -0.038 10 2.024 -0.452 0.039 11 1.669 -0.277 -0.005 12 1.314 -0.214 0.013 13 0.926 -0.142 0.062
6 读取csv前几行内容
使用data.head(n)返回文件的前n行内容,示例如下:
import pandas as pd filename = r\'Train_A/Train_A_001.csv\' data1 = pd.read_csv(filename,index_col=None,header=None) # print(data1) #读取文件的前5行 headdata = data1.head(5) print(headdata)
运行效果,返回前5行所有数据内容:
0 1 2 3 4 5 6 0 0.916 4.370 -1.372 0.102 0.041 0.069 0.018 1 0.892 3.955 -1.277 0.015 -0.099 -0.066 0.018 2 0.908 3.334 -1.193 0.033 -0.098 -0.059 0.018 3 1.013 3.022 -1.082 0.151 0.015 0.035 0.018 4 1.111 2.970 -1.103 -0.048 -0.175 -0.171 0.019
7,返回某行-所有列
下面代码表示了函数loc返回了第一行所有列的数据,也就是说第一行的数据:
import pandas as pd filename = r\'Train_A/Train_A_001.csv\' data = pd.read_csv(filename,index_col=None,header=None) # print(data1) data1 = data.loc[0,:] print(data1)
由此我们可以推断出,某几行-所有列的数据,代码如下:
import pandas as pd filename = r\'Train_A/Train_A_001.csv\' data = pd.read_csv(filename,index_col=None,header=None) # print(data1) # 返回第n行所有列的数据 data1 = data.loc[[1,3,5],:] print(data1)
结果展示一下:
0 1 2 3 4 5 6 1 0.892 3.955 -1.277 0.015 -0.099 -0.066 0.018 3 1.013 3.022 -1.082 0.151 0.015 0.035 0.018 5 1.302 3.043 -1.089 0.011 -0.085 -0.097 0.018
8,返回所有行-所有列
获取所有行所有列,直接看代码:
import pandas as pd filename = r\'Train_A/Train_A_001.csv\' data = pd.read_csv(filename,index_col=None,header=None) # print(data1) # 返回第n行所有列的数据 data1 = data.loc[:,:] print(data1)
结果就是所有行,所有列,这里就不展示了。
9,返回某行-所有列
import pandas as pd filename = r\'Train_A/Train_A_001.csv\' data = pd.read_csv(filename,index_col=None,header=None) # print(data1) # 返回所有列-某行的数据 data1 = data.loc[:,0] print(data1)
运行效果如下:
0 0.916 1 0.892 2 0.908 3 1.013 4 1.111 5 1.302 6 1.552 7 1.832 8 2.127 9 2.354 10 2.537 11 2.639 12 2.707 13 2.810 Name: 0, dtype: float64
10,数据统计
describe()统计下数据量,标准值,平均值,最大值等
data.describe()
就拿上面的csv文件为例,读取结果,解析如下:
import pandas as pd filename = r\'Train_A/Train_A_001.csv\' data1 = pd.read_csv(filename,index_col=None,header=None) # print(data1) print(data1.describe())
结果如下:
0 1 ... 5 6 count 14.000000 14.000000 ... 14.000000 14.000000 mean 1.764286 2.662286 ... -0.030643 0.018643 std 0.748950 0.957612 ... 0.063172 0.000497 min 0.892000 0.926000 ... -0.171000 0.018000 25% 1.037500 2.095750 ... -0.064250 0.018000 50% 1.692000 2.883000 ... -0.029000 0.019000 75% 2.491250 3.037750 ... 0.022000 0.019000 max 2.810000 4.370000 ... 0.069000 0.019000 [8 rows x 7 columns]
11,pandas读取csv后,获取列标签
比如csv文件内容如下:
cut,flute_1,flute_2,flute_3 1,32.31711361,48.89261732,37.72082548 2,37.914879,49.57081504,37.72082548 3,43.08790971,50.30286727,37.72082548 4,47.8590723,51.08365203,37.84985103 5,52.25032922,51.90828793,38.17266456 6,56.28276562,52.77212655,38.61755643 7,59.97661561,53.6707451,39.17455623 8,63.3512879,54.5999392,39.83415523 9,66.4253909,55.55571585,40.58729178
那么,我们读取到的数据,一般来说,第一行是列标签,可是如何获取第一行的内容呢?如下:
column_headers = list(df.columns.values)
以上面的csv文件为例,读取代码如下:
import pandas as pd import numpy as np data = pd.read_csv(file1,header=0,index_col=0) # print(data) column_header = list(data.columns.values) print(column_header)
结果如下:
[\'flute_1\', \'flute_2\', \'flute_3\']
这样我们就获取了结果。
12,取数据总结
- 以标签(行、列的名字)为索引选择数据—— x.loc[行标签,列标签]
- 以位置(第几行、第几列)为索引选择数据—— x.iloc[行位置,列位置]
- 同时根据标签和位置选择数据——x.ix[行,列]
既然了解了pandas,以后也需要使用,那么我就不止想学习读取csv了,我还想学习基本的pandas数据结构,起码以后使用会知道一些,下面学习一下pandas其的基本数据结构。
13,迅速获取数据描述
~info() 获取总行数,每个属性的类型,非空值的数量
14,获取每个值出现的次数
~value_counts() 获取每个值出现的次数。
housing["ocean_proximity"].value_counts() # 输出 <1H OCEAN 9136 INLAND 6551 NEAR OCEAN 2658 NEAR BAY 2290 ISLAND 5 Name: ocean_proximity, dtype: int64
15,scatter_matrix() 通过绘图比较相关性
代码如下:
from pandas.plotting import scatter_matrix attributes = ["median_house_value", "median_income", "total_rooms", "housing_median_age"] scatter_matrix(housing[attributes], figsize=(12, 8)) save_fig("scatter_matrix_plot")
16,~dropna() 返回略去丢失数据部分后的剩余数据
sample_incomplete_rows.dropna(subset=["total_bedrooms"])
17,~fillna() 用指定的方法填充
# 用中位数填充 median = housing["total_bedrooms"].median() sample_incomplete_rows["total_bedrooms"].fillna(median, inplace=True)
18,~factorize() 将数据转换为数值类型特征
housing_cat = housing[\'ocean_proximity\'] housing_cat.head(10) # 输出 # 17606 <1H OCEAN # 18632 <1H OCEAN # 14650 NEAR OCEAN # 3230 INLAND # 3555 <1H OCEAN # 19480 INLAND # 8879 <1H OCEAN # 13685 INLAND # 4937 <1H OCEAN # 4861 <1H OCEAN # Name: ocean_proximity, dtype: object housing_cat_encoded, housing_categories = housing_cat.factorize() housing_cat_encoded[:10] # 输出 # array([0, 0, 1, 2, 0, 2, 0, 2, 0, 0], dtype=int64)
二:pandas的基本数据结构
pandas是基于Numpy的一个非常好用的库,正如名字一样,人见人爱,之所以如下,就在于不论是读取,处理数据,使用它都非常简单。
pandas有两种自己独有的基本数据结构,即使如此,但是它依然只是Python的一个库,所以Python中有的数据类型在这里依然使用,同样还可以使用类自己定义的数据类型,只不过,pandas里面又定义了两种数据类型:Series和DataFrame。
1,Series
series就如同列表一样,一系列数据,每个数据对应于一个索引值,比如这样一个列表:[9,3,8],如果跟索引值写到一起,就是这样:
这种样式我们已经熟悉了,不过有些时候,需要将其竖起来表示:
上面两种,只是表现形式上的差别罢了。
Series就是“竖起来”的列表。举个例子:
import pandas as pd s = pd.Series([1,2,3,\'python\']) s 0 1 1 2 2 3 3 python dtype: object
另外一点也很像列表,就是里面的元素的类型,由我们任意决定。
这里,我们实质上创建了一个Series对象,这个对象当然就有其属性和方法了,比如下面两个属性依次可以显示Series对象的数据值和索引:
s.values array([1, 2, 3, \'python\'], dtype=object) s.index RangeIndex(start=0, stop=4, step=1)
由于列表的索引只能是从0开始的整数,Series数据类型在默认情况下,其索引也是如次,不过区别于列表的是,Series可以自定义索引:
s = pd.Series([\'java\',\'python\'],index=[\'1\',\'2\']) s 1 java 2 python dtype: object
自定义索引之后,我们就可以根据索引操作元素,series也可以学习list操作:
s[\'1\'] \'java\'
当然了,前面定义Series对象的是,用的是列表,即 Series() 方法的参数中,第一个列表就是其数据值,如果需要定义 index,放在后面,依然是一个列表。除了这种方法之外,还可以用下面的方法定义 Series 对象:
s = {\'python\':800,\'java\':600,\'c++\':1000} s = pd.Series(s) s python 800 java 600 c++ 1000 dtype: int64
这样的话,索引依然可以自定义,pandas的优势就在这里体现出来,如果自定义了索引,自定的索引会自动寻找原来的索引,如果一样的话,就取代原来索引对应的值,这个可以简称为“自动对齐”,我们举例说明:
s = pd.Series(s,index=[\'python\',\'java\',\'c\',\'c++\']) s python 800.0 java 600.0 c NaN c++ 1000.0 dtype: float64
在里面,没有c,但是索引参数中有,于是其他能够“自动对齐”的照搬原值,依然可以在新的Series对象的索引中存在,并且可以自动为其赋值NaN,如果pandas中没有值,都对齐赋值给NaN,下面来一个更特殊的:
ilist = [\'a\',\'b\',\'c\'] s = pd.Series(s,index=ilist) s a NaN b NaN c NaN dtype: float64
这样的话,新得到的Series对象索引与s对象的值一个也不对应,所以都是NaN。pandas有专门的方法来判断值是否为空。
pd.isnull(s) a True b True c True dtype: bool
也可以判断不为空:
pd.notnull(s) a False b False c False dtype: bool
当然了,也可以对索引的名字,重新定义:
s = [1,2,3,4] s = pd.Series(s,index=[\'python\',\'java\',\'c\',\'c++\']) s python 1 java 2 c 3 c++ 4 dtype: int64 s.index = [\'a\',\'b\',\'c\',\'d\'] s a 1 b 2 c 3 d 4 dtype: int64
2,DataFrame
DataFrame是一个表格型的数据结构,它含有一组有序的列,每类可以是不同的值类型(数值,字符串,布尔值)。DataFrame既有行索引也有列索引,它可以被看做由Series组成的字典(共同使用同一个索引)。跟其他类似的数据结构相比(如R的data.frame)DataFrame中面向行和面向列的操作基本上是平衡的,其实DataFrame中的数据是以一个或者多个二维块存放的(而不是列表,字典或者其他一维数据结构)。
DataFrame 是一种二维的数据结构,非常接近于电子表格或者类似 mysql 数据库的形式。它的竖行称之为 columns,横行跟前面的 Series 一样,称之为 index,也就是说可以通过 columns 和 index 来确定一个主句的位置。(有人把 DataFrame 翻译为“数据框”,是不是还可以称之为“筐”呢?向里面装数据嘛。)
首先给一个例子:
>>> import pandas as pd >>> from pandas import Series, DataFrame >>> data = {"name":["yahoo","google","facebook"], "marks": [200,400,800], "price":[9, 3, 7]} >>> f1 = DataFrame(data) >>> f1 marks name price 0 200 yahoo 9 1 400 google 3 2 800 facebook 7
这是定义一个 DataFrame 对象的常用方法——使用 dict 定义。字典的“键”("name","marks","price")就是 DataFrame 的 columns 的值(名称),字典中每个“键”的“值”是一个列表,它们就是那一竖列中的具体填充数据。上面的定义中没有确定索引,所以,按照惯例(Series 中已经形成的惯例)就是从 0 开始的整数。从上面的结果中很明显表示出来,这就是一个二维的数据结构(类似 excel 或者 mysql 中的查看效果)。
上面的数据显示中,columns 的顺序没有规定,就如同字典中键的顺序一样,但是在 DataFrame 中,columns 跟字典键相比,有一个明显不同,就是其顺序可以被规定,向下面这样做:
>>> f2 = DataFrame(data, columns=[\'name\',\'price\',\'marks\']) >>> f2 name price marks 0 yahoo 9 200 1 google 3 400 2 facebook 7 800
跟Series类似的,DataFrame数据的索引也可以自定义:
>>> f3 = DataFrame(data, columns=[\'name\', \'price\', \'marks\', \'debt\'], index=[\'a\',\'b\',\'c\']) >>> f3 name price marks debt a yahoo 9 200 NaN b google 3 400 NaN c facebook 7 800 NaN
大家还要注意观察上面的显示结果。因为在定义 f3 的时候,columns 的参数中,比以往多了一项(\'debt\'),但是这项在 data 这个字典中并没有,所以 debt 这一竖列的值都是空的,在 Pandas 中,空就用 NaN 来代表了。
定义 DataFrame 的方法,除了上面的之外,还可以使用“字典套字典”的方式。
>>> newdata = {"lang":{"firstline":"python","secondline":"java"}, "price":{"firstline":8000}} >>> f4 = DataFrame(newdata) >>> f4 lang price firstline python 8000 secondline java NaN
在字典中就规定好数列名称(第一层键)和每横行索引(第二层字典键)以及对应的数据(第二层字典值),也就是在字典中规定好了每个数据格子中的数据,没有规定的都是空。
>>> DataFrame(newdata, index=["firstline","secondline","thirdline"]) lang price firstline python 8000 secondline java NaN thirdline NaN NaN
如果额外确定了索引,就如同上面显示一样,除非在字典中有相应的索引内容,否则都是 NaN。
前面定义了 DataFrame 数据(可以通过两种方法),它也是一种对象类型,比如变量 f3 引用了一个对象,它的类型是 DataFrame。承接以前的思维方法:对象有属性和方法。
>>> f3.columns Index([\'name\', \'price\', \'marks\', \'debt\'], dtype=object)
DataFrame 对象的 columns 属性,能够显示素有的 columns 名称。并且,还能用下面类似字典的方式,得到某竖列的全部内容(当然包含索引):
>>> f3[\'name\'] a yahoo b google c facebook Name: name
这是什么?这其实就是一个 Series,或者说,可以将 DataFrame 理解为是有一个一个的 Series 组成的。
一直耿耿于怀没有数值的那一列,下面的操作是统一给那一列赋值:
>>> f3[\'debt\'] = 89.2 >>> f3 name price marks debt a yahoo 9 200 89.2 b google 3 400 89.2 c facebook 7 800 89.2
除了能够统一赋值之外,还能够“点对点”添加数值,结合前面的 Series,既然 DataFrame 对象的每竖列都是一个 Series 对象,那么可以先定义一个 Series 对象,然后把它放到 DataFrame 对象中。如下:
>>> sdebt = Series([2.2, 3.3], index=["a","c"]) #注意索引 >>> f3[\'debt\'] = sdebt
将 Series 对象(sdebt 变量所引用) 赋给 f3[\'debt\']列,Pandas 的一个重要特性——自动对齐——在这里起做用了,在 Series 中,只有两个索引("a","c"),它们将和 DataFrame 中的索引自动对齐。于是乎:
>>> f3 name price marks debt a yahoo 9 200 2.2 b google 3 400 NaN c facebook 7 800 3.3
自动对齐之后,没有被复制的依然保持 NaN。
还可以更精准的修改数据吗?当然可以,完全仿照字典的操作:
>>> f3["price"]["c"]= 300 >>> f3 name price marks debt a yahoo 9 200 2.2 b google 3 400 NaN c facebook 300 800 3.3
3,pandas.DataFrame.values
DataFrame.values 返回DataFrame的Numpy表示形式
仅返回DataFrame中的值,将删除轴标签
示例一:
所有列都是相同类型(例如:int64)的DataFrame会生成相同类型的数组。
>>> df = pd.DataFrame({\'age\': [ 3, 29], ... \'height\': [94, 170], ... \'weight\': [31, 115]}) >>> df age height weight 0 3 94 31 1 29 170 115 >>> df.dtypes age int64 height int64 weight int64 dtype: object >>> df.values array([[ 3, 94, 31], [ 29, 170, 115]], dtype=int64)
示例二:
具有混合类型列的DataFrame(例如,str / object,int64,float32)导致最宽泛类型的ndarray,其适应这些混合类型(例如,对象)。
>>> df2 = pd.DataFrame([(\'parrot\', 24.0, \'second\'), ... (\'lion\', 80.5, 1), ... (\'monkey\', np.nan, None)], ... columns=(\'name\', \'max_speed\', \'rank\')) >>> df2.dtypes name object max_speed float64 rank object dtype: object >>> df2.values array([[\'parrot\', 24.0, \'second\'], [\'lion\', 80.5, 1], [\'monkey\', nan, None]], dtype=object)
三,DataFrame切片大全(包含多重索引)
这节主要学习如何对pandas的DataFrame进行切片,包括取某行,某列,某几行,某几列以及多重索引的取数方法。
测试的CSV文件如下(test.csv):
注意:测试数据没有行标题和列标题
2.95072,3.37973,3.03758,0.711681,3.37973,3.37973 2.95072,3.37973,3.03758,0.711681,3.37973,3.37973 3.19946,3.72793,3.22612,0.899132,3.72793,3.72793 3.23699,3.72295,3.29885,0.988473,3.72295,3.72295 3.23179,3.71829,3.29314,0.96549,3.71829,3.71829 3.29573,3.76237,3.32046,0.978557,3.76237,3.76237 3.32537,3.82346,3.35758,1.04363,3.82346,3.82346 3.34407,3.87181,3.38804,1.05891,3.87181,3.87181 3.4196,3.88913,3.44196,1.12763,3.88913,3.88913 3.3904,3.87997,3.42206,1.10885,3.87997,3.87997
首先说明一下,直接read_csv和转换为DataFrame的效果,
import pandas as pd filecontent = pd.read_csv(\'test.csv\',header=None,names=[\'a\',\'b\',\'c\',\'d\',\'e\',\'f\']) print(type(filecontent)) df = pd.DataFrame(filecontent) print(type(df))
先看结果:
<class \'pandas.core.frame.DataFrame\'> <class \'pandas.core.frame.DataFrame\'>
从结果来看,所以说两个效果是一样的,转不转换都一样。
1,取DataFrame的某列三种方法
直接拿第四列的数据(列表默认从0开始取),代码如下:
import pandas as pd filecontent = pd.read_csv(\'test.csv\',header=None) df = pd.DataFrame(filecontent,index=None) index4 = df.iloc[:,3] print(index4)
结果:
0 0.711681 1 0.711681 2 0.899132 3 0.988473 4 0.965490 5 0.978557 6 1.043630 7 1.058910 8 1.127630 9 1.108850 Name: 3, dtype: float64
当加上索引,就取索引,两个效果是一样的,代码如下:
import pandas as pd filecontent = pd.read_csv(\'test.csv\',header=None,names=[\'a\',\'b\',\'c\',\'d\',\'e\',\'f\']) print(filecontent.a) print(filecontent[\'a\'])
结果:
0 2.95072 1 2.95072 2 3.19946 3 3.23699 4 3.23179 5 3.29573 6 3.32537 7 3.34407 8 3.41960 9 3.39040 Name: a, dtype: float64 0 2.95072 1 2.95072 2 3.19946 3 3.23699 4 3.23179 5 3.29573 6 3.32537 7 3.34407 8 3.41960 9 3.39040 Name: a, dtype: float64
2,取DataFrame某几列的两种方法
使用索引和不适用索引取多列的方法
import pandas as pd filecontent = pd.read_csv(\'test.csv\',header=None,names=[\'a\',\'b\',\'c\',\'d\',\'e\',\'f\']) df = pd.DataFrame(filecontent) # 取某几列的方法一使用索引 result = df[[\'b\',\'c\']] print(result) # 取某几列的方法一不使用索引取前两列 result1 = df.iloc[:,:2] print(result1)
结果:
b c 0 3.37973 3.03758 1 3.37973 3.03758 2 3.72793 3.22612 3 3.72295 3.29885 4 3.71829 3.29314 5 3.76237 3.32046 6 3.82346 3.35758 7 3.87181 3.38804 8 3.88913 3.44196 9 3.87997 3.42206 a b 0 2.95072 3.37973 1 2.95072 3.37973 2 3.19946 3.72793 3 3.23699 3.72295 4 3.23179 3.71829 5 3.29573 3.76237 6 3.32537 3.82346 7 3.34407 3.87181 8 3.41960 3.88913 9 3.39040 3.87997
3,取DataFrame的某行三种方法
代码如下;
import pandas as pd filecontent = pd.read_csv(\'test.csv\',header=None,names=[\'a\',\'b\',\'c\',\'d\',\'e\',\'f\']) df = pd.DataFrame(filecontent) # 取某几行的方法一使用索引 result = df[1:2] print(result) print(\'************************************************\') # 取某几列的方法一不使用索引取第一行 result1 = df.ix[1] print(result1) print(\'************************************************\') # 取某几列的方法一不使用索引取第一行 result2 = df.iloc[1,:] print(result2)
结果如下:
a b c d e f 1 2.95072 3.37973 3.03758 0.711681 3.37973 3.37973 ************************************************ a 2.950720 b 3.379730 c 3.037580 d 0.711681 e 3.379730 f 3.379730 Name: 1, dtype: float64 ************************************************ a 2.950720 b 3.379730 c 3.037580 d 0.711681 e 3.379730 f 3.379730 Name: 1, dtype: float64
4,取DataFrame的某几行的方法
代码如下:
import pandas as pd filecontent = pd.read_csv(\'test.csv\',header=None,names=[\'a\',\'b\',\'c\',\'d\',\'e\',\'f\'],index_col=None) df = pd.DataFrame(filecontent) # 取某几行的方法一不使用索引取前两行 result1 = df.iloc[:2,] print(result1)
结果如下:
a b c d e f 0 2.95072 3.37973 3.03758 0.711681 3.37973 3.37973 1 2.95072 3.37973 3.03758 0.711681 3.37973 3.37973
5,取DataFrame的某特定位置元素的方法
代码如下:
import pandas as pd filecontent = pd.read_csv(\'test.csv\',header=None,names=[\'a\',\'b\',\'c\',\'d\',\'e\',\'f\'],index_col=None) df = pd.DataFrame(filecontent) # 取DataFrame的某特定位置元素的方法 result = df.ix[1,2] print(result)
结果如下:
3.0375799999999997
6,取DataFrame的多行多列的方法
代码如下:
import pandas as pd filecontent = pd.read_csv(\'test.csv\',header=None,names=[\'a\',\'b\',\'c\',\'d\',\'e\',\'f\'],index_col=None) df = pd.DataFrame(filecontent) # 取DataFrame的多行多列的方法 # 取前两行,前三列 result = df.ix[:2,:3] print(result) # 取前两行,前三列 result1 = df.iloc[:2,:3] print(result1)
结果如下:
a b c 0 2.95072 3.37973 3.03758 1 2.95072 3.37973 3.03758 2 3.19946 3.72793 3.22612 a b c 0 2.95072 3.37973 3.03758 1 2.95072 3.37973 3.03758
四,Pandas其他方法
1,删除(drop)方法
删除Series的元素或者DataFrame的某一行(列)的意思,通过对象的方法,删除Series的一个元素。
其方法调用如下:
def drop(self, labels=None, axis=0, index=None, columns=None, level=None, inplace=False, errors=\'raise\'):
对象的 .drop(labels, axis=0) 方法返回的是一个新对象,元对象不会被改变。
1.1 删除Series的一个元素
In[11]: ser = Series([4.5,7.2,-5.3,3.6], index=[\'d\',\'b\',\'a\',\'c\']) In[13]: ser.drop(\'c\') Out[13]: d 4.5 b 7.2 a -5.3 dtype: float64
1.2 删除DataFrame的行或者列
drop函数默认删除行,列需要加axis = 1
In[17]: df = DataFrame(np.arange(9).reshape(3,3), index=[\'a\',\'c\',\'d\'], columns=[\'oh\',\'te\',\'ca\']) In[18]: df Out[18]: oh te ca a 0 1 2 c 3 4 5 d 6 7 8 In[19]: df.drop(\'a\') Out[19]: oh te ca c 3 4 5 d 6 7 8 In[20]: df.drop([\'oh\',\'te\'],axis=1) Out[20]: ca a 2 c 5 d 8
1.3 drop函数的inplace参数
采用drop方法,有下面三种等价的表达式
1. DF= DF.drop(\'column_name\', axis=1); 2. DF.drop(\'column_name\',axis=1, inplace=True) 3. DF.drop([DF.columns[[0,1, 3]]], axis=1, inplace=True) # Note: zero indexed
注意:凡是会对原数组做出修改并返回一个新数组的,往往都会有一个inplace可选参数。如果手动设定位True(默认为False),那么原数组就直接被替换。也就是说,采用inplace = True之后,原数组名如(情况2 和3 所示)对应的内存值直接改变。
而采用inplace =False 之后,原数组名对应的内存值并不改变,需要将新的结果赋给一个新的数组或者覆盖原数组的内存位置。
1.4 drop函数的使用:数据类型转换
df[\'Name\'] = df[\'Name\'].astype(np.datetime64)
DataFrame.astype() 方法可对整个DataFrame或某一列进行数据格式转换,支持Python和NumPy的数据类型。
2,python合并两个csv文件(列合并)
注意:要合并的两个文件行数需要相同,若不同可指定数组下标使其相同
代码如下:
# _*_ coding:utf-8 _*_ import csv aFile = open(\'a.csv\', \'r\') aInfo = csv.reader(aFile) bfile = open(\'b.csv\', \'r\') bInfo = csv.reader(bfile) cfile = open(\'c.csv\', \'w\') abcsv = csv.writer(cfile, dialect=\'excel\') a=[] a=list() b=[] b=list() for info in aInfo: a.append(info) for info in bInfo: b.append(info ) for index in range(len(b)): a[index+1].extend(b[index]) abcsv.writerow(a[index+1])
3,python合并(拼接)多个csv文件
当做数据分析与挖掘的时候,经常遇到要合并CSV文件的问题,所以此处记录一下使用python中的Pandas库进行拼接。
import pandas as pd import os orgin_dir = "Train_A" result_dir = "result_A" for filename in os.listdir(orgin_dir): print(filename) # header=None表示原始文件数据没有列索引,这样的话read_csv会自动加上列索引 a = pd.read_csv(\'Train_A/\'+filename,header=None) # header=0表示不保留列名,index=False表示不保留行索引,mode=\'a\'表示附加方式写入,文件原有内容不会被清除 a.to_csv(\'all.csv\',mode=\'a\',index=False,header=False)
import pandas as pd import os orgin_dir = "Train_A" result_dir = "result_A" for filename in os.listdir(orgin_dir): print(filename) # header=None表示原始文件数据没有列索引,这样的话read_csv会自动加上列索引 pd.read_csv(\'Train_A/\'+filename,header=None) # header=0表示不保留列名,index=False表示不保留行索引,mode=\'a\'表示附加方式写入,文件原有内容不会被清除 pd.to_csv(\'all.csv\',mode=\'a\',index=False,header=False)
4,排序sort_values 和sort_index
排序是按照某一列的大小进行排序,Python3.x目前提供两个函数
4.1 sort_index
这个函数似乎不建议使用了,推荐使用sort_values,详情参考:官方文档
## 参数 sort_index(axis=0, level=None, ascending=True, inplace=False, kind=\'quicksort\', na_position=\'last\', sort_remaining=True, by=None) #### 参数说明 axis:0按照行名排序;1按照列名排序 level:默认None,否则按照给定的level顺序排列---貌似并不是,文档 ascending:默认True升序排列;False降序排列 inplace:默认False,否则排序之后的数据直接替换原来的数据框 kind:默认quicksort,排序的方法 na_position:缺失值默认排在最后{"first","last"} by:按照那一列数据进行排序,但是by参数貌似不建议使用
举例:
## 对x1列升序排列,x2列升序。处理x1有相同值的情况 import pandas as pd x = pd.DataFrame({"x1":[1,2,2,3],"x2":[4,3,2,1]}) x.sort_index(by = ["x1","x2"],ascending = [False,True])
4.2 sort_values
## 参数 DataFrame.sort_values(by, axis=0, ascending=True, inplace=False, kind=\'quicksort\', na_position=\'last\') #### 参数说明 axis:{0 or ‘index’, 1 or ‘columns’}, default 0,默认按照索引排序,即纵向排序,如果为1,则是横向排序 by:str or list of str;如果axis=0,那么by="列名";如果axis=1,那么by="行名"; ascending:布尔型,True则升序,可以是[True,False],即第一字段升序,第二个降序 inplace:布尔型,是否用排序后的数据框替换现有的数据框 kind:排序方法,{‘quicksort’, ‘mergesort’, ‘heapsort’}, default ‘quicksort’。似乎不用太关心 na_position : {‘first’, ‘last’}, default ‘last’,默认缺失值排在最后面
## 沿着轴方向按指定值排序 x.sort_values(by="x1",ascending= False)
## 沿着行方向按指定行排序 x.sort_values(by = 1,ascending=False,axis=1)
五,Pandas速查手册(翻译官网)
此外,在学习的时候,我参考了别人的知乎内容,并查看官网,然后汇总了pandas官网中比较常用的函数和方法,以方便自己记忆。其实这个比较全面的概括了pandas的所有知识点,只不过没有举例子,但是要是认真看了我上面的两个大的例子,学习下面的知识点,根本不费吹灰之力。
1,关键缩写和包的导入
首先,我们使用如下的缩写:
df:任意的Pandas DataFrame对象 s:任意的Pandas Series对象
同时导入pandas包和numpy包
import pandas as pd import numpy as np
当看到np和pd的时候,我们就知道其是什么含义(这些缩写都是大家默认的)。
2,导入数据
- pd.read_csv(filename):从CSV文件导入数据
- pd.read_table(filename):从限定分隔符的文本文件导入数据
- pd.read_excel(filename):从Excel文件导入数据
- pd.read_sql(query, connection_object):从SQL表/库导入数据
- pd.read_json(json_string):从JSON格式的字符串导入数据
- pd.read_html(url):解析URL、字符串或者HTML文件,抽取其中的tables表格
- pd.read_clipboard():从你的粘贴板获取内容,并传给read_table()
- pd.DataFrame(dict):从字典对象导入数据,Key是列名,Value是数据
原文:
pd.read_csv(filename) | From a CSV file pd.read_table(filename) | From a delimited text file (like TSV) pd.read_excel(filename) | From an Excel file pd.read_sql(query, connection_object) | Read from a SQL table/database pd.read_json(json_string) | Read from a JSON formatted string, URL or file. pd.read_html(url) | Parses an html URL, string or file and extracts tables to a list of dataframes pd.read_clipboard() | Takes the contents of your clipboard and passes it to read_table() pd.DataFrame(dict) | From a dict, keys for columns names, values for data as lists
3,导出数据
- df.to_csv(filename):导出数据到CSV文件
- df.to_excel(filename):导出数据到Excel文件
- df.to_sql(table_name, connection_object):导出数据到SQL表
- df.to_json(filename):以Json格式导出数据到文本文件
原文:
df.to_csv(filename) | Write to a CSV file df.to_excel(filename) | Write to an Excel file df.to_sql(table_name, connection_object) | Write to a SQL table df.to_json(filename) | Write to a file in JSON format
4,创建测试对象
- pd.DataFrame(np.random.rand(20,5)):创建20行5列的随机数组成的DataFrame对象
- pd.Series(my_list):从可迭代对象my_list创建一个Series对象
- df.index = pd.date_range(\'1900/1/30\', periods=df.shape[0]):增加一个日期索引
原文:
pd.DataFrame(np.random.rand(20,5)) | 5 columns and 20 rows of random floats pd.Series(my_list) | Create a series from an iterable my_list df.index = pd.date_range(\'1900/1/30\', periods=df.shape[0]) | Add a date index
5,查看,检查数据
- df.head(n):查看DataFrame对象的前n行
- df.tail(n):查看DataFrame对象的最后n行
- df.shape():查看行数和列数
- df.info():查看索引、数据类型和内存信息
- df.describe():查看数值型列的汇总统计
- s.value_counts(dropna=False):查看Series对象的唯一值和计数
- df.apply(pd.Series.value_counts):查看DataFrame对象中每一列的唯一值和计数
原文:
df.head(n) | First n rows of the DataFrame df.tail(n) | Last n rows of the DataFrame df.shape | Number of rows and columns df.info() | Index, Datatype and Memory information df.describe() | Summary statistics for numerical columns s.value_counts(dropna=False) | View unique values and counts df.apply(pd.Series.value_counts) | Unique values and counts for all columns
6,数据选取
- df[col]:根据列名,并以Series的形式返回列
- df[[col1, col2]]:以DataFrame形式返回多列
- s.iloc[0]:按位置选取数据
- s.loc[\'index_one\']:按索引选取数据
- df.iloc[0,:]:返回第一行
- df.iloc[0,0]:返回第一列的第一个元素
原文:
df[col] | Returns column with label col as Series df[[col1, col2]] | Returns columns as a new DataFrame s.iloc[0] | Selection by position s.loc[\'index_one\'] | Selection by index df.iloc[0,:] | First row df.iloc[0,0] | First element of first column
7,数据清理
- df.columns = [\'a\',\'b\',\'c\']:重命名列名
- pd.isnull():检查DataFrame对象中的空值,并返回一个Boolean数组
- pd.notnull():检查DataFrame对象中的非空值,并返回一个Boolean数组
- df.dropna():删除所有包含空值的行
- df.dropna(axis=1):删除所有包含空值的列
- df.dropna(axis=1,thresh=n):删除所有小于n个非空值的行
- df.fillna(x):用x替换DataFrame对象中所有的空值
- s.astype(float):将Series中的数据类型更改为float类型
- s.replace(1,\'one\'):用‘one’代替所有等于1的值
- s.replace([1,3],[\'one\',\'three\']):用\'one\'代替1,用\'three\'代替3
- df.rename(columns=lambda x: x + 1):批量更改列名
- df.rename(columns={\'old_name\': \'new_ name\'}):选择性更改列名
- df.set_index(\'column_one\'):更改索引列
- df.rename(index=lambda x: x + 1):批量重命名索引
原文:
df.columns = [\'a\',\'b\',\'c\'] | Rename columns pd.isnull() | Checks for null Values, Returns Boolean Arrray pd.notnull() | Opposite of pd.isnull() df.dropna() | Drop all rows that contain null values df.dropna(axis=1) | Drop all columns that contain null values df.dropna(axis=1,thresh=n) | Drop all rows have have less than n non null values df.fillna(x) | Replace all null values with x s.fillna(s.mean()) | Replace all null values with the mean (mean can be replaced with almost any function from the statistics section) s.astype(float) | Convert the datatype of the series to float s.replace(1,\'one\') | Replace all values equal to 1 with \'one\' s.replace([1,3],[\'one\',\'three\']) | Replace all 1 with \'one\' and 3 with \'three\' df.rename(columns=lambda x: x + 1) | Mass renaming of columns df.rename(columns={\'old_name\': \'new_ name\'}) | Selective renaming df.set_index(\'column_one\') | Change the index df.rename(index=lambda x: x + 1) | Mass renaming of index
8,数据处理:Filter,Sort和GroupBy
- df[df[col] > 0.5]:选择col列的值大于0.5的行
- df.sort_values(col1):按照列col1排序数据,默认升序排列
- df.sort_values(col2, ascending=False):按照列col1降序排列数据
- df.sort_values([col1,col2], ascending=[True,False]):先按列col1升序排列,后按col2降序排列数据
- df.groupby(col):返回一个按列col进行分组的Groupby对象
- df.groupby([col1,col2]):返回一个按多列进行分组的Groupby对象
- df.groupby(col1)[col2]:返回按列col1进行分组后,列col2的均值
- df.pivot_table(index=col1, values=[col2,col3], aggfunc=max):创建一个按列col1进行分组,并计算col2和col3的最大值的数据透视表
- df.groupby(col1).agg(np.mean):返回按列col1分组的所有列的均值
- data.apply(np.mean):对DataFrame中的每一列应用函数np.mean
- data.apply(np.max,axis=1):对DataFrame中的每一行应用函数np.max
原文:
df[df[col] > 0.5] | Rows where the column col is greater than 0.5 df[(df[col] > 0.5) & (df[col] < 0.7)] | Rows where 0.7 > col > 0.5 df.sort_values(col1) | Sort values by col1 in ascending order df.sort_values(col2,ascending=False) | Sort values by col2 in descending order df.sort_values([col1,col2],ascending=[True,False]) | Sort values by col1 in ascending order then col2 in descending order df.groupby(col) | Returns a groupby object for values from one column df.groupby([col1,col2]) | Returns groupby object for values from multiple columns df.groupby(col1)[col2] | Returns the mean of the values in col2, grouped by the values in col1 (mean can be replaced with almost any function from the statistics section) df.pivot_table(index=col1,values=[col2,col3],aggfunc=mean) | Create a pivot table that groups by col1 and calculates the mean of col2 and col3 df.groupby(col1).agg(np.mean) | Find the average across all columns for every unique col1 group df.apply(np.mean) | Apply the function np.mean() across each column nf.apply(np.max,axis=1) | Apply the function np.max() across each row
9,数据合并
- df1.append(df2):将df2中的行添加到df1的尾部
- df.concat([df1, df2],axis=1):将df2中的列添加到df1的尾部
- df1.join(df2,on=col1,how=\'inner\'):对df1的列和df2的列执行SQL形式的join
原文:
df1.append(df2) | Add the rows in df1 to the end of df2 (columns should be identical) pd.concat([df1, df2],axis=1) | Add the columns in df1 to the end of df2 (rows should be identical) df1.join(df2,on=col1,how=\'inner\') | SQL-style join the columns in df1 with the columns on df2 where the rows for col have identical values. how can be one of \'left\', \'right\', \'outer\', \'inner\'
10,数据统计
- df.describe():查看数据值列的汇总统计
- df.mean():返回所有列的均值
- df.corr():返回列与列之间的相关系数
- df.count():返回每一列中的非空值的个数
- df.max():返回每一列的最大值
- df.min():返回每一列的最小值
- df.median():返回每一列的中位数
- df.std():返回每一列的标准差
原文:
df.describe() | Summary statistics for numerical columns df.mean() | Returns the mean of all columns df.corr() | Returns the correlation between columns in a DataFrame df.count() | Returns the number of non-null values in each DataFrame column df.max() | Returns the highest value in each column df.min() | Returns the lowest value in each column df.median() | Returns the median of each column df.std() | Returns the standard deviation of each column
参考http://wiki.jikexueyuan.com/project/start-learning-python/311.html
https://zhuanlan.zhihu.com/p/25630700
https://www.dataquest.io/blog/pandas-cheat-sheet/