Pandas大全(一直补充)

一、pandas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。之所以如此,就在于不论是读取、处理数据,用它都非常简单。

 

基本的数据结构

Pandas 有两种自己独有的基本数据结构。读者应该注意的是,它固然有着两种数据结构,因为它依然是 Python 的一个库,所以,Python 中有的数据类型在这里依然适用,也同样还可以使用类自己定义数据类型。只不过,Pandas 里面又定义了两种数据类型:Series 和 DataFrame,它们让数据操作更简单了。

1、Series

Series 就如同列表一样,一系列数据,每个数据对应一个索引值。比如这样一个列表:[9, 3, 8],如果跟索引值写到一起,就是:

data 9 3 8
index 0 1 2

这种样式我们已经熟悉了,不过,在有些时候,需要把它竖过来表示:

index data
0 9
1 3
2 8

上面两种,只是表现形式上的差别罢了。

Series 就是“竖起来”的 list:

 

s = Series([1, 'hello', {'key': 'world', 'hao': 'lian'}, 'zhouman'])
print(s)
0                                  1
1                              hello
2    {'key': 'world', 'hao': 'lian'}
3                            zhouman
dtype: object

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,下面的两个属性依次可以显示 Series 对象的数据值和索引:

 

print(s.values)
print(s.index)
[1 'hello' {'key': 'world', 'hao': 'lian'} 'zhouman']
RangeIndex(start=0, stop=4, step=1)

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,其索引也是如此。不过,区别于列表的是,Series 可以自定义索引:

Pandas大全(一直补充)_第1张图片

2、DataFrame

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。)

Pandas大全(一直补充)_第2张图片

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) 
print(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 数据的索引也能够自定义。

>>> 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 

读者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 

这些操作是不是都不陌生呀,这就是 Pandas 中的两种数据对象。

 

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