展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows macOS软件 IOS软件 Android AI PDF教程 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 编程开发 > Pandas NumPy 每组行数据相加方法

Pandas NumPy 每组行数据相加方法

本文介绍了如何使用Pandas和NumPy结合,针对DataFrame中的分组数据,将组内每行特定的数据信息添加到该组的每一行中。通过NumPy的滚动索引技巧,高效地实现了数据的广播和扩展,避免了低效的循环操作,并提供了详细的代码示例和解释。

使用 Pandas 和 NumPy 在 Group 内将每行数据添加到每行

本文介绍了如何使用 Pandas 和 NumPy 结合,针对 DataFrame 中的分组数据,将组内每行特定的数据信息添加到该组的每一行中。通过 NumPy 的滚动索引技巧,高效地实现了数据的广播和扩展,避免了低效的循环操作,并提供了详细的代码示例和解释。

在数据分析中,经常会遇到需要在分组数据中进行行间操作的场景。例如,在赛马数据集中,我们可能需要将每匹马的信息添加到同一场比赛的其他马匹的信息中,以便进行更深入的比较和分析。本文将介绍如何使用 Pandas 和 NumPy 来高效地实现这一目标。

解决方案

核心思路是利用 NumPy 的滚动索引功能,避免显式循环,从而提升性能。具体步骤如下:

  1. 定义滚动函数 roll(g): 该函数接收一个 DataFrame Group 作为输入,并使用 NumPy 的索引技巧来滚动和重塑数据。
  2. 将 DataFrame 转换为 NumPy 数组: g.to_numpy() 将 DataFrame Group 转换为 NumPy 数组,以便进行高效的数值操作。
  3. 创建索引数组: np.arange(len(a)) 创建一个索引数组,用于生成滚动索引。
  4. 生成滚动索引: ((x[:,None] + x)%len(a)).ravel() 使用 NumPy 的广播功能和模运算,生成滚动索引。这个表达式的核心在于 x[:,None] + x,它创建了一个二维数组,其中每一行都是 x 加上一个不同的偏移量。%len(a) 确保索引在数组长度范围内循环。ravel() 将二维数组扁平化为一维数组,用于索引。
  5. 使用滚动索引提取数据: a[((x[:,None] + x)%len(a)).ravel()] 使用生成的滚动索引从 NumPy 数组中提取数据。
  6. 重塑数据为 DataFrame: reshape(len(a), -1) 将提取的数据重塑为 DataFrame 的形状。
  7. 创建新的列名: [f'{c}_{i+1}' for i in x for c in g.columns] 为新的 DataFrame 创建列名,其中 c 是原始列名,i 是滚动索引。
  8. 分组并应用滚动函数: 使用 data_orig_df.groupby(cols).apply(lambda g: roll(g.drop(columns=cols))) 对 DataFrame 进行分组,并对每个组应用 roll 函数。cols 是用于分组的列名,例如 ['meetingId', 'raceId']。drop(columns=cols) 从 DataFrame Group 中删除分组列,以便 roll 函数只处理需要滚动的数据列。
  9. 重置索引: reset_index(cols) 将分组列重新添加到 DataFrame 中。

代码示例

import pandas as pd
import numpy as np

data_orig = {
    'meetingId': [178515] * 6,
    'raceId': [879507] * 6,
    'horseId': [90001, 90002, 90003, 90004, 90005, 90006],
    'position': [1, 2, 3, 4, 5, 6],
    'weight': [51, 52, 53, 54, 55, 56],
}

data_orig_df = pd.DataFrame(data_orig)

def roll(g):
    a = g.to_numpy()
    x = np.arange(len(a))
    return pd.DataFrame(a[((x[:,None] + x)%len(a)).ravel()].reshape(len(a), -1),
                        index=g.index,
                        columns=[f'{c}_{i+1}' for i in x for c in g.columns])

cols = ['meetingId', 'raceId']

out = (data_orig_df.groupby(cols)
       .apply(lambda g: roll(g.drop(columns=cols)))
       .reset_index(cols)
       )

print(out)

代码解释

  • import pandas as pd: 导入 Pandas 库,用于数据处理。
  • import numpy as np: 导入 NumPy 库,用于数值计算。
  • data_orig: 包含原始数据的字典。
  • data_orig_df = pd.DataFrame(data_orig): 将字典转换为 Pandas DataFrame。
  • roll(g): 该函数是核心,它接收一个 DataFrame Group 作为输入,并使用 NumPy 的索引技巧来滚动和重塑数据。
  • cols = ['meetingId', 'raceId']: 定义用于分组的列名。
  • data_orig_df.groupby(cols): 根据 meetingId 和 raceId 列对 DataFrame 进行分组。
  • .apply(lambda g: roll(g.drop(columns=cols))): 对每个组应用 roll 函数,并删除分组列。
  • .reset_index(cols): 将分组列重新添加到 DataFrame 中。
  • print(out): 打印结果 DataFrame。

注意事项

  • 确保数据类型一致:在进行 NumPy 操作之前,确保 DataFrame 中的数据类型一致,避免出现类型错误。
  • 处理大数据集:对于非常大的数据集,可以考虑使用更高效的 NumPy 函数或使用 Dask 等分布式计算框架。
  • 内存占用:滚动操作可能会增加内存占用,需要根据数据集的大小进行调整。

总结

本文介绍了如何使用 Pandas 和 NumPy 结合,高效地将分组数据中每行的数据添加到该组的每一行中。通过 NumPy 的滚动索引技巧,避免了低效的循环操作,并提供了详细的代码示例和解释。掌握这种方法可以帮助你更高效地处理分组数据,进行更深入的数据分析。

本文内容来源于互联网,如有侵权请联系删除。
作者最新文章
编程开发
相关文章 更多
精品专题 更多
本月促销

正软商城本月促销专区,汇集办公、设计、安全、影音、系统工具及AI软件等正版软件优惠活动,提供限时折扣、特价授权和优惠购买信息,活动库存及价格以页面实时展示为准。

装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

IOS软件

正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

AI

正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

PDF教程

正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

Mac软件 更多
灵活计算器
灵活计算器

灵活计算器是一款笔记式算数应用,支持实时计算、动态关联和云端同步功能。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

赤友清理大师
赤友清理大师

赤友清理大师是一款为 Mac 设计的智能清理优化工具,可精准扫描垃圾、大文件、重复文件等,释放磁盘空间。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

极度公式
极度公式

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

图几
图几

图几是一款适用于 macOS 的截图、标注与美化工具,支持离线操作保障隐私。界面整理和高频系统操作被放到一起考虑,桌面或窗口内容一多时,管理起来会更省心。

密码键盘
密码键盘

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。

思源笔记
思源笔记

思源笔记是一款本地笔记软件,提供所见即所得的编辑方式,为长文写作带来顺滑的体验。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

Office 365 简体中文
Office 365 简体中文

一款文字处理软件,一种订阅式的跨平台办公软件,基于云平台提供多种服务,通过将 Excel 和 Outlook 等应用与 OneDrive 和 Microsoft Teams 等强大的云服务相结合,Office 365 可让任何人使用任何设备随时随地创建和共享内容。

WALTR PRO
WALTR PRO

WALTR是一款电脑至iOS文件传输转换工具,操作简单,快速实现文件识别与传送。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

CodeExpander
CodeExpander

CodeExpander 是一款快捷短语输入增强工具,通过键入缩写自动展开为自定义文段,提升工作效率。任务管理和过程控制会更完整,持续下载、批量同步或需要稳定传输流程的场景会更适合它。

Mountain Duck
Mountain Duck

Mountain Duck 是一款能将多个网盘挂载到本地的工具,像本地磁盘一样使用网盘。清理链路的完整性会更好一些,做应用卸载、残留处理和空间整理时,通常能少走很多手动排查步骤。

Menuist
Menuist

Menuist 是一款面向 macOS 的 Finder 右键菜单增强工具,主要用来补充新建文件、快捷导航等常用操作,让日常文件管理和访问路径时更高效、更顺手。

Mole
Mole

Mole 是一款专为 Mac 设计的深度清理优化工具,涵盖缓存清理、应用管理及实时状态监控等功能。清理链路的完整性会更好一些,做应用卸载、残留处理和空间整理时,通常能少走很多手动排查步骤。

WINDOWS 更多
Windows 10
Windows 10

Windows 10 是一款微软推出的经典操作系统,拥有硬件兼容性与多任务处理能力。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。

极度公式
极度公式

极度公式是一款跨平台专业LaTeX公式识别编辑软件,支持OCR公式识别和多平台编辑。和使用说明,避免使用,享受完整功能与稳定支持。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

密码键盘
密码键盘

密码键盘是一款兼具安全性与便捷性的高效密码管理器。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。

思源笔记
思源笔记

思源笔记是一款本地笔记软件,提供所见即所得的编辑方式,为长文写作带来顺滑的体验。记录、整理和输出之间的过渡会更自然,适合长期写作、做笔记或持续沉淀个人内容。

傲梅轻松备份
傲梅轻松备份

傲梅轻松备份是一款专业易用的数据备份软件,为重要数据提供安全保障。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。

Office 365 简体中文
Office 365 简体中文

一款文字处理软件,一种订阅式的跨平台办公软件,基于云平台提供多种服务,通过将 Excel 和 Outlook 等应用与 OneDrive 和 Microsoft Teams 等强大的云服务相结合,Office 365 可让任何人使用任何设备随时随地创建和共享内容。

Wise Folder Hider Pro
Wise Folder Hider Pro

Wise Folder Hider Pro 是一款专业级文件和文件夹隐藏加密软件,为私密数据添加多重保护。高频操作更强调就近处理,浏览、整理和跨目录移动文件时,来回切换和重复点击都会少很多。

WALTR PRO
WALTR PRO

WALTR是一款电脑至iOS文件传输转换工具,操作简单,快速实现文件识别与传送。做扫描整理、文字提取和表格转换时,它能把识别后的处理步骤接得更顺,资料录入这类场景会省下不少时间。

CodeExpander
CodeExpander

CodeExpander 是一款快捷短语输入增强工具,通过键入缩写自动展开为自定义文段,提升工作效率。任务管理和过程控制会更完整,持续下载、批量同步或需要稳定传输流程的场景会更适合它。

PinStack
PinStack

PinStack是一款轻量级的Windows平台剪贴板管理工具,优化您的剪贴板使用体验。它更偏向把系统状态查看和常用调节动作放在一起,适合需要持续观察和微调设备状态的场景。

Mountain Duck
Mountain Duck

Mountain Duck 是一款能将多个网盘挂载到本地的工具,像本地磁盘一样使用网盘。清理链路的完整性会更好一些,做应用卸载、残留处理和空间整理时,通常能少走很多手动排查步骤。

Seer
Seer

Seer是一款在Win平台下的空格键功能增强效率工具,只需轻敲空格键,就能预览几乎任何格式的文件。它更适合把零散的小功能集中起来使用,处理高频琐碎任务时会更省事。