pandas多层索引的创建和取值以及排序

多层索引的创建

普通-多个index创建

• 在创建数据的时候加入一个index列表,这个index列表里面是多个索引列表

Series多层索引的创建方法

import pandas as pd
s = pd.Series([1,2,3,4,5,6],index=[['张三','张三','李四','李四','王五','王五'],
                                   ['期中','期末','期中','期末','期中','期末']])
# print(s)
s

张三  期中    1
    期末    2
李四  期中    3
    期末    4
王五  期中    5
    期末    6
dtype: int64

利用 numpy中的随机数

import numpy as np

data = np.random.randint(0,100,size=(6,3))
# np.random.randint(0,100,size=(6,3))是使用numpy中的随机模块random中，生成随机整数方法randint，
# 里面的参数size是指定生成6行3列的数据，并且每个数字的范围在0到100之间

data

array([[44, 66, 67],
       [82, 52,  0],
       [34, 78, 23],
       [38,  4, 43],
       [60, 62, 40],
       [57,  9, 11]])

Dataframe多层索引创建

import pandas as pd
import numpy as np

data = np.random.randint(0,100,size=(6,3))
df = pd.DataFrame(data,index=[['张三','张三','李四','李四','王五','王五'],
                             ['期中','期末','期中','期末','期中','期末']],
                      columns=['Java','Web','Python'])

df

		Java	Web	Python
张三	期中	68	4	90
	期末	33	63	73
李四	期中	30	13	68
	期末	14	18	48
王五	期中	34	66	26
	期末	89	10	35

简化创建-from_product()

import pandas as pd
import numpy as np

data = np.random.randint(0,100,size=(6,3))
names = ['张三','李四','王五']
exam = ['期中','期末']
index = pd.MultiIndex.from_product([names,exam])
df = pd.DataFrame(data,index=index,columns=['Java','Web','Python'])
# print(df)
df

		Java	Web	Python
张三	期中	51	78	47
	期末	39	53	36
李四	期中	33	60	83
	期末	90	55	3
王五	期中	37	45	66
	期末	6	82	71

• from_product()在这个里面的列表中位置不同, 产生的索引页会不同

index = pd.MultiIndex.from_product([exam, names])
df = pd.DataFrame(data,index=index,columns=['Java','Web','Python'])
# print(df)
df

		Java	Web	Python
期中	张三	51	78	47
	李四	39	53	36
	王五	33	60	83
期末	张三	90	55	3
	李四	37	45	66
	王五	6	82	71

• from_product([exam,names])会将列表中第一个元素作为最外层索引，依次类推

多层索引的取值

获取到我们想要的数据

获取多层索引Series中的数据

创建数据

import pandas as pd
s = pd.Series([1,2,3,4,5,6],index=[['张三','张三','李四','李四','王五','王五'],
                                   ['期中','期末','期中','期末','期中','期末']])
print(s)

张三  期中    1
    期末    2
李四  期中    3
    期末    4
王五  期中    5
    期末    6
dtype: int64

可以直接使用[]的方式取最外面的一个层级 s[‘张三’]

s['李四']

# 注意：[]取值方式，不可直接使用最外层以外的其他层级，例如：s['期末']

期中    3
期末    4
dtype: int64

使用['外索引', '内索引'], 获取某个数据
注意：[‘张三’,‘期末’]他们的顺序不能变。剥洋葱原则，从外到内一层一层的剥。

s['李四', '期中']  # 李四期中分值

# 注意：['张三','期末']他们的顺序不能变。剥洋葱原则，从外到内一层一层的剥。

3

使用[]的切片，获取数据s[:,‘期中’]

s[:,'期中'] # 第一个值为全部的外索引

张三    1
李四    3
王五    5
dtype: int64

使用 loc

• loc 使用的是标签suoyin
• iloc使用的是位置索引

# loc 使用方式与 [] 的方式基本一样

s.loc['张三']
s.loc['张三','期中']
s.loc[:,'期中']

# iloc 的取值并不会受多层索引影响，只会根据数据的位置索引进行取值, 不推荐

张三    1
李四    3
王五    5
dtype: int64

多层索引DataFrame的取值

• 在对多层索引DataFrame的取值是，推荐使用 loc() 函数

import pandas as pd
import numpy as np
#size参数是指定生成6行3列的数组
data = np.random.randint(0,100,size=(6,3))
names = ['张三','李四','王五']
exam = ['期中','期末']
index = pd.MultiIndex.from_product([names,exam])
df = pd.DataFrame(data,index=index,columns=['Java','Web','Python'])
df

		Java	Web	Python
张三	期中	3	40	52
	期末	74	38	85
李四	期中	7	28	16
	期末	9	25	0
王五	期中	13	24	8
	期末	49	46	1

三种方式都可以获取张三期中各科成绩

# df.loc['张三','期中']
# df.loc['张三'].loc['期中']
# df.loc[('张三','期中')]

注意：DataFrame中对行索引的时候和Series有一个同样的注意点，就是无法直接对二级索引直接进行索引，必须让二级索引变成一级索引后才能对其进行索引

多层索引的排序

• 使用sort_index() 排序
• level参数可以指定是否按照指定的层级进行排列
• 第一层索引值为0, 第二层索引的值为1

创建数据

import pandas as pd
data = np.random.randint(0,100,size=(9,3))
key1 = ['b','c','a']
key2 = [2,1,3]
index = pd.MultiIndex.from_product([key1,key2])
df = pd.DataFrame(data,index=index,columns=['Java','Web','Python'])

df 

		Java	Web	Python
b	2	56	82	81
	1	84	16	55
	3	35	25	86
c	2	76	1	76
	1	36	28	94
	3	79	70	97
a	2	25	17	30
	1	38	38	78
	3	41	75	90

排序

• DataFrame按行索引排序的方法是sort_index()
• 如果直接使用的话,不传参数, 会把每一层索引根据值进行升序排序

df.sort_index()

		Java	Web	Python
a	1	18	60	74
	2	66	87	27
	3	96	18	64
b	1	72	58	52
	2	22	31	22
	3	31	12	83
c	1	6	54	96
	2	9	47	18
	3	31	63	4

# 当level=0时，ascending=False, 会根据第一层索引值进行降序排序
df.sort_index(level=0,ascending=False)

		Java	Web	Python
c	3	79	70	97
	2	76	1	76
	1	36	28	94
b	3	35	25	86
	2	56	82	81
	1	84	16	55
a	3	41	75	90
	2	25	17	30
	1	38	38	78

# 当level=1时，会根据第二层索引值进行降序排序

df.sort_index(level=1,ascending=False)

# 数据会根据第二层索引值进行相应的降序排列，
# 如果索引值相同时会根据其他层索引值排列

		Java	Web	Python
c	3	79	70	97
b	3	35	25	86
a	3	41	75	90
c	2	76	1	76
b	2	56	82	81
a	2	25	17	30
c	1	36	28	94
b	1	84	16	55
a	1	38	38	78

通过level设置排序的索引层级，其他层索引也会根据其排序规则进行排序