使用python(pandas)将数据处理成交叉分组表

交叉分组表是汇总两种变量数据的方法, 在很多场景可以用到, 本文会介绍如何使用pandas将包含两个变量的数据集处理成交叉分组表.

环境

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• pandas
• python 2.7

原理

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用坐标轴来进行比喻, 其中一个变量作为x轴, 另一个作为y轴, 如果定位到数据则累加一, 将所有数据遍历一遍, 最后的坐标轴就是一张交叉分组表(使用坐标轴展示的数据一般是连续的, 交叉分组表的数据是离散的).

具体实现

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示例数据:

quality price
0   bad 18
1   bad 17
2   great   52
3   good    28
4   excellent   88
5   great   63
6   bad 8
7   good    22
8   good    68
9   excellent   98
10  great   53
11  bad 13
12  great   62
13  good    48
14  excellent   78
15  great   63
16  good    37
17  great   69
18  good    28
19  excellent   81
20  great   43
21  good    32
22  great   62
23  good    28
24  excellent   82
25  great   53

代码:

    import pandas as pd
    from pandas import DataFrame, Series
    #生成数据
    df = DataFrame([['bad', 18], ['bad', 17], ['great', 52], ['good', 28], ['excellent', 88], ['great', 63]
               , ['bad', 8], ['good', 22], ['good', 68], ['excellent', 98], ['great', 53]
               , ['bad', 13], ['great', 62], ['good', 48], ['excellent', 78], ['great', 63]
               , ['good', 37], ['great', 69], ['good', 28], ['excellent', 81], ['great', 43]
               , ['good', 32], ['great', 62], ['good', 28], ['excellent', 82], ['great', 53]], columns = ['quality', 'price'])
#广播使用的函数
def quality_cut(data):
    s = Series(pd.cut(data['price'], np.arange(0, 100, 10)))
    return pd.groupby(s, s).count()
#进行分组处理
df.groupby(df['quality']).apply(quality_cut)

结果:

详细分析

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从逻辑上来看, 为了达到对示例数据的交叉分组, 需要完成以下工作:

1. 将数据以quality列进行分组.
2. 将每个分组的数据分别进行cut, 以10为间隔.
3. 将cut过的数据, 以cut的范围为列进行分组
4. 将所有数据组合到一起, row为quality, columns为cut的范围

步骤1, pandasgroupby(...)接口, 会按照指定的列进行分组处理, 每一个分组, 存储相同类别的数据

   quality  price
0      bad     18
1      bad     17
6      bad      8
11     bad     13

而我们需要的, 只是price这列的数据, 所以单独将这列拿出来, 进行cut, 最后得到我们要的series(步骤2, 步骤3)

    price
(0, 10]     1
(10, 20]    3
(20, 30]    0
(30, 40]    0
(40, 50]    0
(50, 60]    0
(60, 70]    0
(70, 80]    0
(80, 90]    0

使用pandas
apply()的广播特性, 每一个分组的数据都会经过上述几个步骤的处理, 最后与第一次分组row进行组合.

后记

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估计能力有限, 这个问题想了很长时间, 没想到pandas这么可以这么方便达成交叉分组的效果. 思考的时候主要是卡在数据组合上, 当数据量很大时通过多个步骤进行数据组合, 肯定是低效而且错误的. 最后仔细研究了groupby, dataframe, series, dataframeIndex等数据模型, 使用广播特性用几句代码就完成了. 证明了pandas的高性能, 也提醒自己遇见问题一定要耐心分析, 念念不忘, 必有回响.