• 数据分析之pandas基本使用(DataFrame系列)


    一、安装pandas

    pip install pandas

    二、数据结构

    pandas有两种数据结构,这里篇幅主要讲述DataFrame。

    DataFrame相当于一种二维的数据模型,相当于excel表格中的数据,有横竖两种坐标,横轴很Series 一样使用index,竖轴用columns 来确定,在建立DataFrame 对象的时候,需要确定三个元素:数据,横轴,竖轴。

    三、DataFrame基本使用

    本次案例使用的测试表单:https://pan.baidu.com/s/1xn6gdMlh0pWHa-pnVv2LqA

    1 创建DataFrame数据

      创建不是我们本次的重点,我们所直接使用下列读取现有表的方法

    2 读取excel/csv,读取到的数据在DataFrame具柄中进行处理

    # 读取test.xls,并指定sheet
    df =  pd.DataFrame(pd.read_excel('test.xls',sheet_name='detail'))

    3 抽取指定列名赋值给need_df

     # 指定列名,将这一列赋值到package_num_df 这个具柄,并打印结果
    need_df = df[['工厂','仓库','捆包号','树种','规格','账面数量','账面米数']]
    print(need_df) 

    4 在need_df的dataframe中筛选[捆包号]=J-0001-04,并打印结果

    find_need_df = need_df.loc[need_df['捆包号'] == 'J-0001-04']
    print(find_need_df)

    5在df的dataframe中删除label标签=1 的数据并打印结果(dataframe只存在于内存中,并不会改变原来的excle表数据,可以通过将内容中的dataframe重新赋值给新表即可

    #删除行号=1的那一整行,axis默认=0,inplace默认=False(不删除原来excel的数据) 标志为True的话就说明将存储在内存中的df 行号为1进行删除
    res = df.drop(labels=1, axis=0, inplace=True)  
    print(df)

    find_need_df = need_df.loc[need_df['捆包号'] == '原来df数据

    drop后df的数据

    6写入excel/csv

    #安装本地目录,格式化制定文件名称
    wb_path = os.path.join(dir_path,'work_book')
    ctime = datetime.datetime.now().strftime('%Y%m%d_%H%M')
    df.to_excel('%s/%s_detail.xls'%(wb_path,ctime))

    若遇到 # ModuleNotFoundError: No module named 'xlwt' ,则需要安装xlwt模块

    find_need_df.to_csv('temp.csv', mode='a', encoding='gbk')

    四、DataFrame增删改查操作

    1 创建练习案例dataframe

    import pandas as pd
    import numpy as np
    
    data = {'city': ['Beijing', 'Shanghai', 'Guangzhou', 'Shenzhen', 'Hangzhou', 'Chongqing'],
           'year': [2016,2017,2016,2017,2016, 2016],
           'population': [2100, 2300, 1000, 700, 500, 500]}
    frame = pd.DataFrame(data, columns = ['year', 'city', 'population', 'debt'])
    
    df1 = pd.DataFrame({'apts': [55000, 60000],
                        'cars': [200000, 300000], },
                       index=['Shanghai', 'Beijing'])
    df2 = pd.DataFrame({'apts': [25000, 20000],
                        'cars': [150000, 120000], },
                       index=['Hangzhou', 'Najing'])
    df3 = pd.DataFrame({'apts': [30000, 10000],
                        'cars': [180000, 100000], },
                       index=['Guangzhou', 'Chongqing'])
    
    df4 = pd.DataFrame({'apts': [55000, 60000, 58000],
                        'cars': [200000, 300000, 250000],
                        'cities': ['Shanghai', 'Beijing', 'Shenzhen']})
    df5 = pd.DataFrame({'salaries': [10000, 30000, 30000, 20000, 15000],
                        'cities': ['Suzhou', 'Beijing', 'Shanghai', 'Guangzhou', 'Tianjin']})
    
    
    # print(df1)
    # print(df2)
    # print(df3)
    # print(df4)
    # print(df5)
    创建练习案例代码

    2 增

    # frame.ix[0] = np.arange(4)  # 在第0行添加新行,分别为0,1,2,3
    # frame.insert(0, 'temp', frame.year)  # 在第0列处添加新列,名为temp
    # frame.ix[:, 'xx'] = np.arange(6)  # 在末尾添加列名=xx的新列
    
    # df1.append(df2)  # 往df1末尾添加df2形成一个新数据
    # pd.concat([df1, df2, df3])  # 往末尾添加多个dataframe,复用原来的column
    # pd.concat([df1, df2, df3], axis=1,sort=False) #axis=1时,不复用其他df的colums,各自使用自己的colums横向阶梯式合并
    
    # 按照关键字做并集
    # result = pd.merge(df4, df5, on='cities')    #按照关键字cities的值相等时,将数据做并集
    # result2 = pd.merge(df4, df5, on='cities', how='outer')  # 按colums作并集,然后其他数据依次并集填入,不存在的值置为NaN
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    3 删

    # del frame['year']  # 删除year列
    # frame = frame.drop(['city', 'debt'], axis=1)  # 删除多列,axis=1 表示x轴方向
    # frame = frame.drop([0, 1, 2])  # 删除dataframe索引= 0、1、2行
    #
    # frame.dropna()  # 删除带有Nan的行
    # frame.dropna(axis=1, how='all')  # 删除全为Nan的列
    # frame.dropna(axis=1, how='any')  # 删除带有Nan的列
    # frame.dropna(axis=0, how='all')  # 删除全为Nan的行
    # frame.dropna(axis=0, how='any')  # 删除带有Nan的行 默认选项为此
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    4 改

    # 元素赋值
    # frame.loc[0, 'city'] = 'YunCheng' # 将frame数据中 dataframe索引=0,colums=city 的值改为 YunCheng
    # frame.iloc[0, 0] = 2011 #将frame数据中,dataframe y轴索引=0,x轴索引=0的值改为2011(索引为主)
    # frame.at[0, 'city'] = 'YunCheng'
    # frame.iat[0, 0] = 2010  #将frame数据中,dataframe y轴索引=0,x轴索引=0的值改为 2010
    # frame.fillna(value=1)  # 用1替换NaN
    
    # 列赋值
    # frame['year'] = 2000    #将year这一列的数值全部更改为2000
    # frame.debt = np.arange(6)   #将debt这一列的值按0-5 依次填入
    
    # val = pd.Series([200, 300, 500])    #制作series二维数列,
    # frame['debt'] = val #将val依次填入debt这一列,剩余没有被填充到的默认NaN
    
    
    # 行赋值
    # val = pd.Series(['aa', 2000, 500], index=['city', 'year', 'population'])    #制作二维数列
    # frame.loc[0] = val  #将val按照列 year city population的值分别新增到x轴首行,并将索引位置0,debt则置NaN
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    5 查

    # frame.index  # 查询frame数据的所以y轴索引起止、步长
    # frame.columns  # 查询frame数据的colums具体有哪些列
    # frame.values  # 查询frame数据的值,按y轴索引,从0开始,每一行作为一个列表,共6行组成一个新的大列表
    
    
    # 元素查找
    # xx = frame.loc[0, 'city']  # 数据是什么类型,xx就是什么类型
    # xx = frame.loc[[0], ['city']]  # DataFrame类型
    
    # 行查找
    # df = frame.loc[0:2]  # DataFrame数据 y轴索引切片0~2 顾首顾尾。
    # df = frame.iloc[0:2]  # DataFrame类型 y轴索引切片0~2 顾首不顾尾。
    # df = frame[0:3]  # DataFrame数据,y轴索引切片0~3 顾首不顾尾
    # df = frame.ix[0]  # Series类型 y轴索引为0,的那一行数据
    
    
    # 列查找
    # df = frame.loc[:, 'city']  # 切片查找,列为city的那一列
    # df = frame.loc[:, ['city', 'population']]  # 切片查找,列为city、population的那两列形成新的dataframe
    # df = frame.iloc[:, 0:2]  # DataFrames数据x轴切片, 索引为0~2 顾首不顾尾形成新的dataframe
    # df = frame['year']  # 将year那一列的所有值取出
    # df = frame.year  # Series类型 同上
    # df = frame[['population', 'year']]  # DataFrame类型 筛选population year两列重新组合dataframe
    # df = frame.filter(regex='population|year')  # 结果同上
    # frame[frame.year > 2016]  # 选择frame.year中>2016的行
    # res =frame[frame.year.isin(['2016', '2015'])]  # DataFrame数据,筛选year= 2016 或者2015的数据
    # res = frame[['city', 'year']][0:3]  # DataFrame 筛选出city和year两列,并按y轴 0~3 顾首不顾尾进行切片,重组成新的dataframe
    
    
    # 块查找
    # df = frame.iloc[0:2, 0:2]  # DataFrame数据,按x轴 y轴分别进行索引0~2 顾首不顾尾的切片,并重组新的dataframe
    
    
    # 条件查找
    # df = frame.year.notnull()  # Series类型 判断year列的值是否不为空
    # df = frame['year'].notnull()  # Series 同上
    # df = frame[frame.year.notnull()]  # DataFrame类型 按照year非空筛选之后的结果
    # df = frame[frame.year.notnull()].values  # ndarray类型,按照year非空筛选之后的结果,形成一个大列表
    # df = frame[frame.year == 2016][frame.city == 'Beijing']  # DataFrame
    # df = frame.debt[frame.year == 2016][frame.city == 'Beijing']  # 使用多条件year=2016、city=Beijing查询debt的值
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    五、数据透视表

    话不多说,直接上例子说明下简单的一个用法:

    本次案例使用的测试表单:https://pan.baidu.com/s/1HZCN9wZ_6sSNSnbUZPViHQ

    import pandas as pd
    import numpy as np
    
    df = pd.read_excel('./work_book/pandas_sheet.xlsx')
    pd.set_option('display.width', None)    #解决pandas模块会出现省略号的问题
    # print(df.head())    #读取前五行数据
    
    df['Status'] = df['Status'].astype('category')
    df['Status'].cat.set_categories(['won','pending','presented','declined'], inplace=True)
    
    
    ### 例1: 均值运算数据透视
    
    # 单索引为[Name]字段,account price quantity进行平均值运算
    res_ave_1 = pd.pivot_table(df, index=['Name'])    
    # print(res_ave_1)
    
    # 多索引为[Name],[Rep],[Manager]字段,account price quantity进行平均值运算
    res_ave_2 = pd.pivot_table(df,index=['Name', 'Rep', 'Manager'])     
    # print(res_ave_2)
    
    # 多索引为[Manager][Rep]字段,account price quantity进行平均值运算
    res_ave_3 = pd.pivot_table(df, index=['Manager','Rep'])     
    # print(res_ave_3)
    
    # 多索引为[Manager][Rep]字段,value为[Price]进行平均值运算
    res_ave_4 = pd.pivot_table(df, index=['Manager','Rep'], values=['Price'])   
    # print(res_ave_4)
    
    # 多索引为[Manager][Rep]字段,value为[Price]并使用numpy的mean方法,并计算对应数据量的长度
    res_ave_5 = pd.pivot_table(df, index=['Manager','Rep'], values=['Price'], aggfunc=[np.mean, len])  
    # print(res_ave_5)
    
    
    
    ### 例2: 求和运算数据透视
    
    # 表格从左往右,以[Manager]为第一索引,[Rep]为第二索引,表格最上面以[Price]为第一索引,二级索引以[Product]的明细分别展开,
    # 统计数据以数据求和,product 没有的部分填充NaN(fill_value=0是将NaN填充为0),margins=True表示所有表进行所有项目合计求和
    res_sum_1 = pd.pivot_table(df, index=['Manager','Rep'], values=['Price'], columns=['Product'], aggfunc=[np.sum], fill_value=0, margins=True)
    # print(res_sum_1)
    
    
    #表格从左往右,以[Manager]为第一索引,[status]为第二索引,表格上面以'均值'、'合计'、'单元格长度个数'三大项作为大列,大列中分别都以
    #   CPU Maintenance Monitor Software 作为明细项列分开进行单独计算(NaN项以0填充)
    res_sum_2 = pd.pivot_table(df, index=['Manager', 'Status'], columns=['Product'], values=['Quantity', 'Price'],
                               aggfunc={'Quantity':len, 'Price':[np.sum,np.mean]}, fill_value=0 )
    # print(res_sum_2)
    
    
    
    ### 例3:数据透视表过滤
    
    #上述透视表res_sum_2生成后,他就位于DataFrame中,所以可以进行标准的DataFrame函数对其进行过滤,以Manager为筛选字段,字段值=Debra Henley
    res_filter_1 = res_sum_2.query('Manager == ["Debra Henley"]')
    # print(res_filter_1)
    均值运算透视+求和运算透视+透视过滤筛选
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