python学习笔记37：pandas

pandas

series:一维数据结构
dataframe:二维数据结构

import pandas as pd

Series方式

参数说明：

• data
• index 索引
• name 名称
• copy 是否复制
• dtype 数据类型

ser_obj = pd.Series([1,2,3])
ser_obj

0    1
1    2
2    3
dtype: int64

# 指定索引
ser_obj = pd.Series([1,2,3],index=['a','b','c'])
ser_obj

a    1
b    2
c    3
dtype: int64

# 从字典创建
dit = {2001:100,2002:200,2003:150}
ser_obj1 = pd.Series(dit)
ser_obj1

2001    100
2002    200
2003    150
dtype: int64

Dataframe方式

参数说明：

• data
• index 索引
• columns 行索引
• copy 是否复制
• dtype 数据类型

import numpy as np

data = np.arange(6).reshape(2,3)
df_obj = pd.DataFrame(data)
df_obj

	0	1	2
0	0	1	2
1	3	4	5

data = np.arange(6).reshape(2,3)
df_obj = pd.DataFrame(data,columns=['a','b','c'])
df_obj

	a	b	c
0	0	1	2
1	3	4	5

# 增加一列
df_obj['d'] = [1,2]
df_obj

	a	b	c	d
0	0	1	2	1
1	3	4	5	2

# 删除一列
del df_obj['a']
df_obj

	b	c	d
0	1	2	1
1	4	5	2

# 重置索引
ser_obj1 = pd.Series([1,2,3,4],index=['c','b','a','d'])
ser_obj1

c    1
b    2
a    3
d    4
dtype: int64

# fill_value会让所有缺失值都用同一个值填充
ser_obj2 = ser_obj1.reindex(['a','b','c','d','e','f'],fill_value=5)
ser_obj2

a    3
b    2
c    1
d    4
e    5
f    5
dtype: int64

# ffill\pad 前向填充值
# bfill\backfill 后向填充值
# nearest 从最近的索引值填充
ser_obj3 = pd.Series([1,3,5,7], index=[0,2,4,6])
ser_obj3

0    1
2    3
4    5
6    7
dtype: int64

ser_obj3.reindex([1,2,3,4,5,6],method='bfill')
ser_obj3

0    1
2    3
4    5
6    7
dtype: int64

索引

arr = np.arange(12).reshape(3,4)
df_obj = pd.DataFrame(arr, columns=['a','b','c','d'])
df_obj

	a	b	c	d
0	0	1	2	3
1	4	5	6	7
2	8	9	10	11

df_obj['a']

0    0
1    4
2    8
Name: a, dtype: int64

df_obj[0:1]

	a	b	c	d
0	0	1	2	3

# 多列，以列表方式传入
df_obj[['a','c']]

	a	c
0	0	2
1	4	6
2	8	10

# loc和iloc
df_obj.loc[:,['c','a']]

	c	a
0	2	0
1	6	4
2	10	8

df_obj.iloc[:,[2,0]]

	c	a
0	2	0
1	6	4
2	10	8

算术运算和数据对齐

# 先对齐在运算
obj_one = pd.Series(range(10,13),index=range(3))
obj_one

0    10
1    11
2    12
dtype: int64

obj_two = pd.Series(range(10,16),index=range(6))
obj_two

0    10
1    11
2    12
3    13
4    14
5    15
dtype: int64

# 没有用NaN补充，也可以设置fill_value
obj_one + obj_two

0    20.0
1    22.0
2    24.0
3     NaN
4     NaN
5     NaN
dtype: float64

obj_one.add(obj_two,fill_value=0)

0    20.0
1    22.0
2    24.0
3    13.0
4    14.0
5    15.0
dtype: float64

数据排序

# 按索引
ser_obj = pd.Series(range(10,13),index=range(3))
ser_obj

0    10
1    11
2    12
dtype: int64

ser_obj.sort_index(ascending=False)

2    12
1    11
0    10
dtype: int64

参数说明：

• axis 0 行1列
• level 指定索引级别排序
• ascending 默认升
• inplace 默认False，不创建新的实例
• kind 排序算法，如quicksort

# 按值
ser_obj = pd.DataFrame(np.arange(12).reshape(3,4))
ser_obj

	0	1	2	3
0	0	1	2	3
1	4	5	6	7
2	8	9	10	11

ser_obj[4] = [12,3,2]
ser_obj

	0	1	2	3	4
0	0	1	2	3	12
1	4	5	6	7	3
2	8	9	10	11	2

ser_obj.sort_values(by=4)

	0	1	2	3	4
2	8	9	10	11	2
1	4	5	6	7	3
0	0	1	2	3	12

常用统计计算

• sum 和
• mean 均值
• medium 中值
• idxmax 最大值索引
• idxmin
• count 非NaN的值的个数
• var 样本方差值
• std 标准差
• cumsum 累计求合
• cumprod 累计求积
• describe 列计算汇总统计

层次化索引

df_obj = pd.DataFrame({'学生数':[1,2,3,4]},
                     index=[['学校1','学校1','学校2','学校2'],['班级1','班级2','班级1','班级2']])
df_obj

		学生数
学校1	班级1	1
	班级2	2
学校2	班级1	3
	班级2	4

from pandas import MultiIndex
# 三种转化为层次索引的方法
# MultiIndex.from_arrays
# MultiIndex.from_product
# MultiIndex.from_tuples

# 方式1
list_tuple = [('学校1','班级1'),('学校1','班级2'),('学校2','班级1'),('学校2','班级2')]
m_index = MultiIndex.from_tuples(tuples=list_tuple)
m_index

MultiIndex(levels=[['学校1', '学校2'], ['班级1', '班级2']],
           codes=[[0, 0, 1, 1], [0, 1, 0, 1]])

df_obj = pd.DataFrame({'学生数':[1,2,3,4]},
                     index = m_index)
df_obj

		学生数
学校1	班级1	1
	班级2	2
学校2	班级1	3
	班级2	4

# 方式2
schools = ['学校1', '学校2']
classes = ['班级1', '班级2']
m_index = MultiIndex.from_product(iterables=[schools,classes])#,names=['school','class'])
df_obj = pd.DataFrame({'学生数':[1,2,3,4]},
                     index = m_index)
df_obj

		学生数
学校1	班级1	1
	班级2	2
学校2	班级1	3
	班级2	4

层次索引操作

# df_obj['学校1']

读写

• pd.read_csv() 默认使用“，”做分割符号
• pd.to_csv()
• pd.read_table() 默认使用“\t”做分割符号
• pd.read_excel()

# 由于表格有多个列标题，所以用header=[0,1]表示前两行都是列标签
df_obj = pd.read_excel('scores.xlsx',header=[0,1],index_col=0)
df_obj

年份	一本分数线		二本分数线
	文科	理科	文科	理科
2018	576	532	488	432
2017	555	537	468	439
2016	583	548	532	494
2015	579	548	527	495
2014	565	543	507	495
2013	549	550	494	505
2012	495	477	446	433
2011	524	484	481	435
2010	524	494	474	441
2009	532	501	489	459
2008	515	502	472	455
2007	528	531	486	478
2006	516	528	476	476

# 获取历年文理科最高和最低分数线及极差
df_obj.max()

年份       
一本分数线  文科    583
       理科    550
二本分数线  文科    532
       理科    505
dtype: int64

df_obj.min()

年份       
一本分数线  文科    495
       理科    477
二本分数线  文科    446
       理科    432
dtype: int64

df_obj["一本分数线","文科"].ptp()

/Users/zxx/anaconda3/lib/python3.7/site-packages/ipykernel_launcher.py:1: FutureWarning: Method .ptp is deprecated and will be removed in a future version. Use numpy.ptp instead.
  """Entry point for launching an IPython kernel.





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df_obj.describe()

年份	一本分数线		二本分数线
	文科	理科	文科	理科
count	13.000000	13.000000	13.000000	13.000000
mean	541.615385	521.153846	487.692308	464.384615
std	28.150010	25.986683	23.570407	27.274953
min	495.000000	477.000000	446.000000	432.000000
25%	524.000000	501.000000	474.000000	439.000000
50%	532.000000	531.000000	486.000000	459.000000
75%	565.000000	543.000000	494.000000	494.000000
max	583.000000	550.000000	532.000000	505.000000

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