pandas处理日期时间，按照时间筛选

pandas有着强大的日期数据处理功能，本期我们来了解下pandas处理日期数据的一些基本功能，主要包括以下三个方面：

• 按日期筛选数据
• 按日期显示数据
• 按日期统计数据

运行环境为 windows系统，64位，python3.5。

1 读取并整理数据

• 首先引入pandas库

  import pandas as pd
  

• 从csv文件中读取数据

df = pd.read_csv('date.csv', header=None)
print(df.head(2))

            0  1
0  2013-10-24  3
1  2013-10-25  4

• 整理数据

df.columns = ['date','number']
df['date'] = pd.to_datetime(df['date']) #将数据类型转换为日期类型
df = df.set_index('date') # 将date设置为index
print(df.head(2))
print(df.tail(2))
print(df.shape)

            number
date              
2013-10-24       3
2013-10-25       4
            number
date              
2017-02-14       6
2017-02-22       6
(425, 1)

• df的行数一共是425行。

查看Dataframe的数据类型

print(type(df))
print(df.index)
print(type(df.index))

<class 'pandas.core.frame.DataFrame'>
DatetimeIndex(['2013-10-24', '2013-10-25', '2013-10-29', '2013-10-30',
               '2013-11-04', '2013-11-06', '2013-11-08', '2013-11-12',
               '2013-11-14', '2013-11-25',
               ...
               '2017-01-03', '2017-01-07', '2017-01-14', '2017-01-17',
               '2017-01-23', '2017-01-25', '2017-01-26', '2017-02-07',
               '2017-02-14', '2017-02-22'],
              dtype='datetime64[ns]', name='date', length=425, freq=None)
<class 'pandas.tseries.index.DatetimeIndex'>

构造Series类型数据

s = pd.Series(df['number'], index=df.index)
print(type(s))
s.head(2)

<class 'pandas.core.series.Series'>

date
2013-10-24    3
2013-10-25    4
Name: number, dtype: int64

2 按日期筛选数据

按年度获取数据

print('---------获取2013年的数据-----------')
print(df['2013'].head(2)) # 获取2013年的数据
print(df['2013'].tail(2)) # 获取2013年的数据

---------获取2013年的数据-----------
            number
date              
2013-10-24       3
2013-10-25       4
            number
date              
2013-12-27       2
2013-12-30       2

获取2016至2017年的数据

print('---------获取2016至2017年的数据-----------')
print(df['2016':'2017'].head(2))  #获取2016至2017年的数据
print(df['2016':'2017'].tail(2))  #获取2016至2017年的数据

---------获取2016至2017年的数据-----------
            number
date              
2016-01-04       4
2016-01-07       6
            number
date              
2017-02-14       6
2017-02-22       6

获取某月的数据

print('---------获取某月的数据-----------')
print(df['2013-11']) # 获取某月的数据

---------获取某月的数据-----------
            number
date              
2013-11-04       1
2013-11-06       3
2013-11-08       1
2013-11-12       5
2013-11-14       2
2013-11-25       1
2013-11-29       1

获取具体某天的数据

• 请注意dataframe类型的数据，获取具体某天的数据时，跟series是有些差异的，详细情况如下述代码所示：

# 按日期筛选数据
print('---------获取具体某天的数据-----------')
# 获取具体某天的数据
print(s['2013-11-06'])

# 获取具体某天的数据，用datafrme直接选取某天时会报错，而series的数据就没有问题
# print(df['2013-11-06'])

#可以考虑用区间来获取某天的数据
print(df['2013-11-06':'2013-11-06'])

---------获取具体某天的数据-----------
3
            number
date              
2013-11-06       3

• dataframe的truncate函数可以获取某个时期之前或之后的数据，或者某个时间区间的数据
• 但一般建议直接用切片（slice），这样更为直观，方便

# dataframe的truncate函数可以获取某个时期之前或之后的数据，或者某个时间区间的数据
# 但一般建议直接用切片（slice），这样更为直观，方便
print('---------获取某个时期之前或之后的数据-----------')
print('--------after------------')
print(df.truncate(after = '2013-11'))
print('--------before------------')
print(df.truncate(before='2017-02'))

---------获取某个时期之前或之后的数据-----------
--------after------------
            number
date              
2013-10-24       3
2013-10-25       4
2013-10-29       2
2013-10-30       1
--------before------------
            number
date              
2017-02-07       8
2017-02-14       6
2017-02-22       6

3 按日期显示数据

3.1 to_period()方法

• 请注意df.index的数据类型是DatetimeIndex；
• df_peirod的数据类型是PeriodIndex

按月显示，但不统计

df_period = df.to_period('M') #按月显示，但不统计
print(type(df_period))

print(type(df_period.index))
# 请注意df.index的数据类型是DatetimeIndex；
# df_peirod的数据类型是PeriodIndex

print(df_period.head())

<class 'pandas.core.frame.DataFrame'>
<class 'pandas.tseries.period.PeriodIndex'>
         number
date           
2013-10       3
2013-10       4
2013-10       2
2013-10       1
2013-11       1

按季度显示，但不统计

print(df.to_period('Q').head()) #按季度显示，但不统计

        number
date          
2013Q4       3
2013Q4       4
2013Q4       2
2013Q4       1
2013Q4       1

按年度显示，但不统计

print(df.to_period('A').head()) #按年度显示，但不统计

      number
date        
2013       3
2013       4
2013       2
2013       1
2013       1

3.2 asfreq()方法

按年度频率显示

df_period.index.asfreq('A') # 'A'默认是'A-DEC',其他如'A-JAN'

PeriodIndex(['2013', '2013', '2013', '2013', '2013', '2013', '2013', '2013',
             '2013', '2013',
             ...
             '2017', '2017', '2017', '2017', '2017', '2017', '2017', '2017',
             '2017', '2017'],
            dtype='period[A-DEC]', name='date', length=425, freq='A-DEC')

df_period.index.asfreq('A-JAN') # 'A'默认是'A-DEC',其他如'A-JAN'

PeriodIndex(['2014', '2014', '2014', '2014', '2014', '2014', '2014', '2014',
             '2014', '2014',
             ...
             '2017', '2017', '2017', '2017', '2017', '2017', '2017', '2018',
             '2018', '2018'],
            dtype='period[A-JAN]', name='date', length=425, freq='A-JAN')

• 按年度频率在不同情形下的显示，可参考下图所示：
  

按季度频率显示

df_period.index.asfreq('Q') # 'Q'默认是'Q-DEC',其他如“Q-SEP”，“Q-FEB”

PeriodIndex(['2013Q4', '2013Q4', '2013Q4', '2013Q4', '2013Q4', '2013Q4',
             '2013Q4', '2013Q4', '2013Q4', '2013Q4',
             ...
             '2017Q1', '2017Q1', '2017Q1', '2017Q1', '2017Q1', '2017Q1',
             '2017Q1', '2017Q1', '2017Q1', '2017Q1'],
            dtype='period[Q-DEC]', name='date', length=425, freq='Q-DEC')

df_period.index.asfreq('Q-SEP') # 可以显示不同的季度财年，“Q-SEP”，“Q-FEB”
# df_period.index = df_period.index.asfreq('Q-DEC') # 可以显示不同的季度财年，“Q-SEP”，“Q-FEB”
# print(df_period.head())

PeriodIndex(['2014Q1', '2014Q1', '2014Q1', '2014Q1', '2014Q1', '2014Q1',
             '2014Q1', '2014Q1', '2014Q1', '2014Q1',
             ...
             '2017Q2', '2017Q2', '2017Q2', '2017Q2', '2017Q2', '2017Q2',
             '2017Q2', '2017Q2', '2017Q2', '2017Q2'],
            dtype='period[Q-SEP]', name='date', length=425, freq='Q-SEP')

• 按季度频率在不同情形下的显示，可参考下图所示：
  

按月度频率显示

df_period.index.asfreq('M') # 按月份显示

PeriodIndex(['2013-10', '2013-10', '2013-10', '2013-10', '2013-11', '2013-11',
             '2013-11', '2013-11', '2013-11', '2013-11',
             ...
             '2017-01', '2017-01', '2017-01', '2017-01', '2017-01', '2017-01',
             '2017-01', '2017-02', '2017-02', '2017-02'],
            dtype='period[M]', name='date', length=425, freq='M')

按工作日显示

• method 1

df_period.index.asfreq('B', how='start') # 按工作日期显示

PeriodIndex(['2013-10-01', '2013-10-01', '2013-10-01', '2013-10-01',
             '2013-11-01', '2013-11-01', '2013-11-01', '2013-11-01',
             '2013-11-01', '2013-11-01',
             ...
             '2017-01-02', '2017-01-02', '2017-01-02', '2017-01-02',
             '2017-01-02', '2017-01-02', '2017-01-02', '2017-02-01',
             '2017-02-01', '2017-02-01'],
            dtype='period[B]', name='date', length=425, freq='B')

• method 2

df_period.index.asfreq('B', how='end') # 按工作日期显示

PeriodIndex(['2013-10-31', '2013-10-31', '2013-10-31', '2013-10-31',
             '2013-11-29', '2013-11-29', '2013-11-29', '2013-11-29',
             '2013-11-29', '2013-11-29',
             ...
             '2017-01-31', '2017-01-31', '2017-01-31', '2017-01-31',
             '2017-01-31', '2017-01-31', '2017-01-31', '2017-02-28',
             '2017-02-28', '2017-02-28'],
            dtype='period[B]', name='date', length=425, freq='B')

4 按日期统计数据

4.1按日期统计数据

按周统计数据

print(df.resample('w').sum().head())
# “w”，week

            number
date              
2013-10-27     7.0
2013-11-03     3.0
2013-11-10     5.0
2013-11-17     7.0
2013-11-24     NaN

按月统计数据

print(df.resample('M').sum().head())
# "MS"是每个月第一天为开始日期, "M"是每个月最后一天

            number
date              
2013-10-31      10
2013-11-30      14
2013-12-31      27
2014-01-31      16
2014-02-28       4

按季度统计数据

print(df.resample('Q').sum().head())
# "QS"是每个季度第一天为开始日期, "Q"是每个季度最后一天

            number
date              
2013-12-31      51
2014-03-31      73
2014-06-30      96
2014-09-30     136
2014-12-31     148

按年统计数据

print(df.resample('AS').sum())
# "AS"是每年第一天为开始日期, "A是每年最后一天

            number
date              
2013-01-01      51
2014-01-01     453
2015-01-01     743
2016-01-01    1552
2017-01-01      92

• 关于日期的类型，按参考下图所示来选择合适的分期频率：
  

4.2 按日期统计后，按年或季度或月份显示

按年统计并显示

print(df.resample('AS').sum().to_period('A'))
# 按年统计并显示

      number
date        
2013      51
2014     453
2015     743
2016    1552
2017      92

按季度统计并显示

print(df.resample('Q').sum().to_period('Q').head())
# 按季度统计并显示

        number
date          
2013Q4      51
2014Q1      73
2014Q2      96
2014Q3     136
2014Q4     148

按月度统计并显示

print(df.resample('M').sum().to_period('M').head())
# 按月度统计并显示

         number
date           
2013-10      10
2013-11      14
2013-12      27
2014-01      16
2014-02       4