Pandas详解二十之Merge、Join、Concat方式-详解Pandas对象合并、连接

约定:
import pandas as pd

Merge-数据库风格的合并

数据的合并(merge)和连接(join)是我们在数据分析和挖掘中不可或缺的,是通过一个或一个以上的键连接的。pandas的合并(merge)的的绝大功能和数据库操作类似的。具有如下参数:

pd.merge(left, right, how=’inner’, on=None, left_on=None, right_on=None, left_index=False, right_index=False, sort=False, suffixes=(‘_x’, ‘_y’), copy=True, indicator=False, validate=None)

参数说明:

left、right:左右连接对象

how:连接方式,共有’inner’,’left’,right’,’outer’

on:根据连接的键

left_on、right_on:在连接的键名不同的情况下使用,left_on传入左对象的键,right_on传入右对象的键

left_index、right_index:设置索引是否作为连接的键,通常 left_on=??和right_index=True, right_on=??和left_index=True,或者left_index=True和right_index=True

sort:对连接后的结果是否排序,当数据巨大的时候为了追求效率可以设置为False

suffixes:对于不作为键的同名列,在其列名后添加的后缀

copy:将左右对象的内容复制过来,默认为True

df1=pd.DataFrame({'名字':list('ABCDE'),'性别':['男','女','男','男','女'],'职称':['副教授','讲师','助教','教授','助教']},index=range(1001,1006))
df1.columns.name='学院老师'
df1.index.name='编号'
df1
代码结果:
学院老师 名字 性别 职称
编号
1001 A 副教授
1002 B 讲师
1003 C 助教
1004 D 教授
1005 E 助教
df2=pd.DataFrame({'名字':list('ABDAX'),'课程':['C++','计算机导论','汇编','数据结构','马克思原理'],'职称':['副教授','讲师','教授','副教授','讲师']},index=[1001,1002,1004,1001,3001])
df2.columns.name='课程'
df2.index.name='编号'
df2
代码结果:
课程 名字 职称 课程
编号
1001 A 副教授 C++
1002 B 讲师 计算机导论
1004 D 教授 汇编
1001 A 副教授 数据结构
3001 X 讲师 马克思原理

1 默认连接方式

默认下是根据左右对象中出现同名的列作为连接的键,且连接方式是on=’inner’

pd.merge(df1,df2)
代码结果:
名字 性别 职称 课程
0 A 副教授 C++
1 A 副教授 数据结构
2 B 讲师 计算机导论
3 D 教授 汇编

2 指定列名合并

pd.merge(df1,df2,on='名字')
代码结果:
名字 性别 职称_x 职称_y 课程
0 A 副教授 副教授 C++
1 A 副教授 副教授 数据结构
2 B 讲师 讲师 计算机导论
3 D 教授 教授 汇编

3 其他连接方式:left/right/outer

关于连接方式不懂的可参考该博客:https://blog.csdn.net/plg17/article/details/78758593

pd.merge(df1,df2,how='left')
代码结果:
名字 性别 职称 课程
0 A 副教授 C++
1 A 副教授 数据结构
2 B 讲师 计算机导论
3 C 助教 NaN
4 D 教授 汇编
5 E 助教 NaN
pd.merge(df1,df2,how='right')
代码结果:
名字 性别 职称 课程
0 A 副教授 C++
1 A 副教授 数据结构
2 B 讲师 计算机导论
3 D 教授 汇编
4 X NaN 讲师 马克思原理
pd.merge(df1,df2,how='outer')
代码结果:
名字 性别 职称 课程
0 A 副教授 C++
1 A 副教授 数据结构
2 B 讲师 计算机导论
3 C 助教 NaN
4 D 教授 汇编
5 E 助教 NaN
6 X NaN 讲师 马克思原理

4 根据多个键进行连接

pd.merge(df1,df2,on=['职称','名字'])
代码结果:
名字 性别 职称 课程
0 A 副教授 C++
1 A 副教授 数据结构
2 B 讲师 计算机导论
3 D 教授 汇编

5 对重复的列名处理

细心的你可能在上面的 2 观察到了,不作为连接键的相同列名更改了。那是因为当不指定连接的键的时候是将‘名字’、‘职称’作为连接的键。

pd.merge(df1,df2,on='名字',suffixes=('_1','_2'))
代码结果:
名字 性别 职称_1 职称_2 课程
0 A 副教授 副教授 C++
1 A 副教授 副教授 数据结构
2 B 讲师 讲师 计算机导论
3 D 教授 教授 汇编

6 将索引作为连接的键

当我们连接时,无论是左右对象的索引都会被丢弃的。当们需要将索引作为连接键时可以如下方式:

pd.merge(df1,df2,left_on='性别',right_index=True)
代码结果:
名字_x 性别 职称_x 名字_y 职称_y 课程
编号
pd.merge(df1,df2,on=['名字','职称'],left_index=True,right_index=True)
代码结果:
名字 性别 职称 课程
编号
1001 A 副教授 C++
1001 A 副教授 数据结构
1002 B 讲师 计算机导论
1004 D 教授 汇编

对象的实例方法-Join

DataFrame对象有个df.join()方法也能进行pd.merge()的合并,它能更加方便地按照对象df的索引进行合并,且能同时合并多个DataFrame对象。它具有如下参数:

df.join(other, on=None, how=’left’, lsuffix=”, rsuffix=”, sort=False)

  • 创建对象
df3=pd.DataFrame({'Red':[1,3,5],'Green':[5,0,3]},index=list('abd'))
df3
代码结果:
Green Red
a 5 1
b 0 3
d 3 5
df4=pd.DataFrame({'Blue':[1,9],'Yellow':[6,6]},index=list('ce'))
df4
代码结果:
Blue Yellow
c 1 6
e 9 6

1 简单合并(默认是left左连接)

df3.join(df4)
代码结果:
Green Red Blue Yellow
a 5 1 NaN NaN
b 0 3 NaN NaN
d 3 5 NaN NaN

2 和merge合并方式一样

df3.join(df4,how='outer')
代码结果:
Green Red Blue Yellow
a 5.0 1.0 NaN NaN
b 0.0 3.0 NaN NaN
c NaN NaN 1.0 6.0
d 3.0 5.0 NaN NaN
e NaN NaN 9.0 6.0

3 合并多个DataFrame对象

df5=pd.DataFrame({'Brown':[3,4,5],'White':[1,1,2]},index=list('aed'))
df3.join([df4,df5])
代码结果:
Green Red Blue Yellow Brown White
a 5 1 NaN NaN 3.0 1.0
b 0 3 NaN NaN NaN NaN
d 3 5 NaN NaN 5.0 2.0
df3.join([df4,df5],how='outer')
代码结果:
Green Red Blue Yellow Brown White
a 5.0 1.0 NaN NaN 3.0 1.0
b 0.0 3.0 NaN NaN NaN NaN
c NaN NaN 1.0 6.0 NaN NaN
d 3.0 5.0 NaN NaN 5.0 2.0
e NaN NaN 9.0 6.0 4.0 1.0

轴向连接-Concat

在数据处理中,通常将原始数据分开几个部分进行处理而得到相似结构的Series或DataFrame对象,我们该如何进行纵向合并它们?这时我们可以选择用pd.concat()方式极易连接两个或两个以上的Series或DataFrame对象。如下是该函数的参数解读:

pd.concat(objs, axis=0, join=’outer’, join_axes=None, ignore_index=False, keys=None, levels=None, names=None, verify_integrity=False, copy=True)

参数说明:

objs:连接对象,多以列表、字典传入

axis:轴向,0代表纵向连接,1,代表横向连接

join:连接方式,共有’inner’,’left’,right’,’outer’

join_axes:参与连接的索引

ignore_index:是否忽略索引

keys:层次化索引

1 Series对象的连接

s1=pd.Series([1,2],index=list('ab'))
s2=pd.Series([3,4,5],index=list('bde'))

pd.concat([s1,s2])

代码结果:

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

2 纵向连接

pd.concat([s1,s2],axis=1)
代码结果:
0 1
a 1.0 NaN
b 2.0 3.0
d NaN 4.0
e NaN 5.0

3 用内连接求交集

pd.concat([s1,s2],axis=1,join='inner')
代码结果:
0 1
b 2 3

4 指定部分索引进行连接

pd.concat([s1,s2],axis=1,join_axes=[list('abc')])
代码结果:
0 1
a 1.0 NaN
b 2.0 3.0
c NaN NaN

5 创建层次化索引

pd.concat([s1,s2],keys=['A','B'])

代码结果:

A  a    1
   b    2
B  b    3
   d    4
   e    5
dtype: int64

6 当纵向连接时keys为列名

pd.concat([s1,s2],keys=['A','B'],axis=1)
代码结果:
A B
a 1.0 NaN
b 2.0 3.0
d NaN 4.0
e NaN 5.0

7 DataFrame对象的连接

pd.concat([df3,df4],axis=1,keys=['A','B'])
代码结果:
A B
Green Red Blue Yellow
a 5.0 1.0 NaN NaN
b 0.0 3.0 NaN NaN
c NaN NaN 1.0 6.0
d 3.0 5.0 NaN NaN
e NaN NaN 9.0 6.0

8 用字典的方式连接同样可以创建层次化列索引

pd.concat({'A':df3,'B':df4},axis=1)
代码结果:
A B
Green Red Blue Yellow
a 5.0 1.0 NaN NaN
b 0.0 3.0 NaN NaN
c NaN NaN 1.0 6.0
d 3.0 5.0 NaN NaN
e NaN NaN 9.0 6.0

9 忽略索引

pd.concat([df3,df4],ignore_index=True)
代码结果:
Blue Green Red Yellow
0 NaN 5.0 1.0 NaN
1 NaN 0.0 3.0 NaN
2 NaN 3.0 5.0 NaN
3 1.0 NaN NaN 6.0
4 9.0 NaN NaN 6.0

谢谢大家的浏览,
希望我的努力能帮助到您,
共勉!

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