说明
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我们拿到的数据一般是 CSV、Excel 等格式,将文件加载到 Pandas 的 DataFrame 对象,我们就可以用它的方法进行处理了。在处理结束后,我们也需要将文件导出 Excel 等格式,方便查看。
本页介绍最常用的文件格式和最基本的用法,如有必要会专题介绍更加详细的功能。
功能列表
下边是我们经常使用的方法:
格式
文件格式
读取函数
写入(输出)函数
binary
Excel
to_excel
text
CSV
read_csv read_table
to_csv
text
JSON
read_json
to_json
text
网页表格 HTML
read_html
to_html
text
剪贴板
read_clipboard
to_clipboard
SQL
SQL
read_sql
to_sql
text
Markdown
to_markdown
读取更多类型文件可查看官网文档。
其中:
读取函数一般会赋值给一个变量 df, df = pd.read_()
输出函数是将变量自身进行操作并输出 df.to_()
CSV
从 CSV 文件中读取数据并加载到 DataFrame:
文件
# 文件目录
pd.read_csv('data.csv') # 如果文件与代码文件在同目录下
pd.read_csv('data/my/data.csv') # 指定目录
pd.read_csv('data/my/my.data') # CSV 文件扩展名不一定是 csv
# 使用网址 url
pd.read_csv('https://www.gairuo.com/file/data/dataset/GDP-China.csv')
# 也可以从 StringIO 中读取
from io import StringIO
data = ('col1,col2,col3\n'
'a,b,1\n'
'a,b,2\n'
'c,d,3')
pd.read_csv(StringIO(data))
注:csv 文件扩展名不一定是 .csv
指定分隔符号
# 数据分隔转化是逗号, 如果是其他可以指定
pd.read_csv(data, sep='\t') # 制表符分隔 tab
pd.read_table(data) # read_table 默认是制表符分隔 tab
列、索引、名称
# 默认第一行是表头,可以指定,如果指定列名会被忽略
pd.read_csv(data, header=0)
pd.read_csv(data, header=None) # 没有表头
pd.read_csv(data, names=['列1', '列2']) # 指定列名列表
# 如没列名,自动指定一个: 前缀加序数
pd.read_csv(data, prefix='c_', header=None)
# 读取部分列
pd.read_csv(data, usecols=[0,4,3]) # 按索引只读取指定列,顺序无关
pd.read_csv(data, usecols=['列1', '列5']) # 按索引只读取指定列
# 指定列顺序,其实是 df 的筛选功能
pd.read_csv(data, usecols=['列1', '列5'])[['列5', '列1']]
pd.read_csv(data, index_col=0) # 第几列是索引
# 以下用 callable 方式可以巧妙指定顺序, in 后边的是我们要的顺序
pd.read_csv(data, usecols=lambda x: x.upper() in ['COL3', 'COL1'])
数据类型
data = 'https://www.gairuo.com/file/data/dataset/GDP-China.csv'
# 指定数据类型
pd.read_csv(data, dtype=np.float64) # 所有数据均为此数据类型
pd.read_csv(data, dtype={'c1':np.float64, 'c2': str}) # 指定字段的类型
# 解析日期时间
pd.read_csv(data, parse_dates=True) # 自动解析日期时间格式
pd.read_csv(data, parse_dates=['年份']) # 指定日期时间字段进行解析
# 将 1、4 列合并解析成名为 时间的 时间类型列
pd.read_csv(data, parse_dates={'时间':[1,4]})
# 指定时间解析库,默认是 dateutil.parser.parser
pd.read_csv(data, date_parser=pd.io.date_converters.parse_date_time)
date_parser=lambda x: pd.to_datetime(x, utc=True, format=...)
导出文件
df.to_csv('done.csv')
df.to_csv('data/done.csv') # 可以指定文件目录路径
df.to_csv('done.csv', index=False) # 不要索引
# 导出二进制文件句柄(缓冲), 支持编码和压缩 pandas 1.2.0 增加
import io
buffer = io.BytesIO()
df.to_csv(buffer, encoding="utf-8", compression="gzip")
Excel 文件
read_excel() 方法可以使用 xlrd Python 模块(可能需要安装,下同)读取 Excel 2003(.xls)文件。 可以使用 xlrd 或 openpyxl 读取Excel 2007+(.xlsx)文件。 可以使用 pyxlsb 读取二进制Excel(.xlsb)文件。 to_excel() 实例方法用于将DataFrame 保存到Excel。 大多数用法类似于 csv,包括文件的读取和保存。
xlsx = pd.ExcelFile('data.xlsx')
df = pd.read_excel(xlsx, 'Sheet1') # 读取
xlsx.parse('sheet1') # 取指定标签为 DataFrame
# Excel 的所有标签
xlsx.sheet_names
# ['sheet1', 'sheet2', 'sheet3', 'sheet4']
文件读取
# Returns a DataFrame
pd.read_excel('team.xlsx') # 默认读取第一个标签页 Sheet
pd.read_excel('path_to_file.xls', sheet_name='Sheet1') # 指定 Sheet
# 从网址 url 读取
pd.read_excel('https://www.gairuo.com/file/data/dataset/team.xlsx')
# !!! 读取的功能基本与 read_csv 一样,可参考上文
# 不指定索引,不指定表头,使用自动行列索引
pd.read_excel('tmp.xlsx', index_col=None, header=None)
# 指定列的数据类型
pd.read_excel('tmp.xlsx', index_col=0,
dtype={'Name': str, 'Value': float})
多个 Sheet 的读取:
pd.read_excel('path_to_file.xls', sheet_name=['Sheet1', 'Sheet2'])
ExcelFile 对象:
# 使用 ExcelFile 保存文件对象
xlsx = pd.ExcelFile('path_to_file.xls')
df = pd.read_excel(xlsx, 'Sheet1')
# 可以把多个 Sheet 存入 ExcelFile
with pd.ExcelFile('path_to_file.xls') as xls:
df1 = pd.read_excel(xls, 'Sheet1')
df2 = pd.read_excel(xls, 'Sheet2')
df = pd.read_excel(xlsx)
常用的参数使用与 read_csv 相同。
导出 excel
df.to_excel('path_to_file.xlsx')
# 指定 sheet 名, 不要索引
df.to_excel('path_to_file.xlsx', sheet_name='Sheet1', index=False)
# 指定索引名,不合并单元格
df.to_excel('path_to_file.xlsx', index_label='label', merge_cells=False)
# 将多个 df 分不同 sheet 导入到一个 excel
with pd.ExcelWriter('path_to_file.xlsx') as writer:
df1.to_excel(writer, sheet_name='Sheet1')
df2.to_excel(writer, sheet_name='Sheet2')
# 指定操作引擎
df.to_excel('path_to_file.xlsx', sheet_name='Sheet1', engine='xlsxwriter')
# By setting the 'engine' in the ExcelWriter constructor.
writer = pd.ExcelWriter('path_to_file.xlsx', engine='xlsxwriter')
df.to_excel(writer)
writer.save()
# 设置系统引擎
from pandas import options # noqa: E402
options.io.excel.xlsx.writer = 'xlsxwriter'
df.to_excel('path_to_file.xlsx', sheet_name='Sheet1')
JSON 格式
Pandas 可以读取和生成 Json 字符串,Series 或 DataFrame 都可以被转换。JSON 格式在网络上非常通用,在写爬虫时可以使用极大提高效率,在做可视化时前端的 JS 库往往需要接受 Json 格式。
读取 JSON
pd.read_json('data.json')
json = '''{"columns":["col 1","col 2"],
"index":["row 1","row 2"],
"data":[["a","b"],["c","d"]]}
'''
pd.read_json(json)
pd.read_json(json, orient='split') # json 格式
'''
orient 支持:
- 'split' : dict like {index -> [index], columns -> [columns], data -> [values]}
- 'records' : list like [{column -> value}, ... , {column -> value}]
- 'index' : dict like {index -> {column -> value}}
- 'columns' : dict like {column -> {index -> value}}
'''
输出 JSON
Series 或 DataFrame 转换 JSON 的机制如下:
Series :
默认为 index
支持 {split, records, index}
DataFrame
默认为 columns
支持 {split, records, index, columns, values, table}
df = pd.DataFrame([['a', 'b'], ['c', 'd']],
index=['row 1', 'row 2'],
columns=['col 1', 'col 2'])
# 输出 json 字符串
df.to_json(orient='split')
HTML
read_html() 函数可以接受 HTML字符串 / html文件 / URL,并将HTML表解析为DataFrame。返回的是一个 df 列表,可以通知索引取第几个。
仅解析网页内
dfs = pd.read_html('https://www.gairuo.com/p/pandas-io')
dfs[0] # 查看第一个 df
# 读取网页文件,第一行为表头
dfs = pd.read_html('data.html', header=0)
# 第一列为索引
dfs = pd.read_html(url, index_col=0)
# !!! 常用的功能与 read_csv 相同,可参考上文
如果一个网页表格很多,可以指定元素来取得:
# id='table' 的表格,注意这儿仍然可能返回多个
dfs1 = pd.read_html(url, attrs={'id': 'table'})
# dfs1[0]
# class='sortable'
dfs2 = pd.read_html(url, attrs={'class': 'sortable'})
常用的参数使用与 read_csv 相同。
输出 html
会输出 html 表格代码字符串。
print(df.to_html())
print(df.to_html(columns=[0])) # 输出指定列
print(df.to_html(bold_rows=False)) # 表头不加粗体
# 表格指定样式,支持多个
print(df.to_html(classes=['class1', 'class2']))
剪贴板 Clipboard
剪贴板(Clipboard)是操作系统级的一个暂存数据的地方,它存在内存中,可以在不同软件之间传递,非常方便。pandas 支持读取剪贴板中的结构化数据,这就意味着我们不用将数据保存成文件,直接从网页、文件中复制,然后中直接读取,非常方便。
读取剪贴板,它的参数使用与 read_csv 完全一样:
'''
A B C
x 1 4 p
y 2 5 q
z 3 6 r
'''
# 复制上边的数据,然后直接赋值
cdf = pd.read_clipboard()
保存到剪贴板:
# 执行完找个地方粘贴一下看看效果
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3],
'B': [4, 5, 6],
'C': ['p', 'q', 'r']},
index=['x', 'y', 'z'])
df.to_clipboard()
SQL
Pandas 支持连接数据库进行查询,有以下几个方法:
read_sql_table(table_name, con[, schema, …]), 把数据表里的数据转成 DataFrame
read_sql_query(sql, con[, index_col, …]), 用 sql 查询数据到 DataFrame
read_sql(sql, con[, index_col, …]), 同时支持上边两个功能
DataFrame.to_sql(self, name, con[, schema, …]),把记录数据写到数据库里
# 需要安装 sqlalchemy 库
from sqlalchemy import create_engine
# 创建数据库对象,sqlite 内存模式
engine = create_engine('sqlite:///:memory:')
# 把表名为 data 的表数据拿出来
with engine.connect() as conn, conn.begin():
data = pd.read_sql_table('data', conn)
# data
# 将数据写入
data.to_sql('data', engine)
# 大量写入
data.to_sql('data_chunked', engine, chunksize=1000)
# 使用 sql 查询
pd.read_sql_query('SELECT * FROM data', engine)
输出 Markdown
Markdown 是一种常用的技术文档编写语言,Pandas 支持输出 Markdown 格式字符串:
print(df.to_markdown())
'''
| | A | B | C |
|:---|----:|----:|:----|
| x | 1 | 4 | p |
| y | 2 | 5 | q |
| z | 3 | 6 | r |
'''
# 不需要索引
print(df.to_markdown(index=False))
# 填充空值
print(df.fillna('').to_markdown(index=False))