pandas中的dataframe汇总和计算方法
更新时间：2023年06月13日 10:03:14 作者：tsing_9521
这篇文章主要介绍了pandas中的dataframe汇总和计算方法，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教
pandas dataframe汇总和计算方法
Dataframe汇总计算的主要方法有
Pandas 统计的一些常用方法
1.frame.idxmax(): 列的最大值 输出每列最大值的索引
np.random.seed(38754) data=np.random.randint(0,15,15).reshape(5,3) frame=DataFrame(data,index=['a','b','c','d','e'],columns=['x','y','z']) result=frame.idxmax() print(result) #输出： x b y a z e
2.frame.cumsum() :返回行或列的累加值的series，默认列累加
语法：
DataFrame.cumsum(axis=None, dtype=None, out=None, skipna=True, **kwargs)
axis=0: 行 axis=1:列（默认）skipna：是否跳过空值，默认为True
np.random.seed(38754)
data=np.random.randint(0,15,15).reshape(5,3)
frame=DataFrame(data,index=['a','b','c','d','e'],columns=['x','y','z'])
result=frame.cumsum(axis=1)
print(frame)
print(result)
#输出：
x y z
a 5 14 7
b 12 12 6
c 3 7 8
d 11 10 0
e 1 10 10
x y z
a 5 19 26
b 12 24 30
c 3 10 18
d 11 21 21
e 1 11 213.frame.describe():描述列的一些值：
np.random.seed(38754)
data=np.random.randint(0,15,15).reshape(5,3)
frame=DataFrame(data,index=['a','b','c','d','e'],columns=['x','y','z'])
print(frame.describe())
#输出：
x y z
count 5.000000 5.000000 5.000000 #每列非NAN数的个数
mean 6.400000 10.600000 6.200000 #每列平均值
std 4.878524 2.607681 3.768289 #标准差
min 1.000000 7.000000 0.000000
25% 3.000000 10.000000 6.000000 # 第一四分位数 (Q1)，又称“较小四分位数”，等于该样本中所有数值由小到大排列后第25%的数字。
50% 5.000000 10.000000 7.000000 #中位数
75% 11.000000 12.000000 8.000000
max 12.000000 14.000000 10.0000004.缺失数据处理：dataframe.dropna() ，默认删除所有存在na的行
语法：
DataFrame.dropna(axis=0, how=‘any', thresh=None, subset=None, inplace=False)
axis=0，默认对行作用，axis=1即对列作用
how=any/all:
any: 如果存在任何NA值，则删除该行all: 如果该行所有的值都为NA，则删除该行
#代码含义：对列作用，当整列都为NA值时才放弃列
np.random.seed(38754)
data=np.random.randint(0,15,15).reshape(5,3)
frame=DataFrame(data,index=['a','b','c','d','e'],columns=['x','y','z'])
#设置na值
frame.loc['a','x']=np.nan
frame.loc['b','y']=np.nan
frame.loc[0,0]=np.nan
print(frame)
print(frame.dropna(axis=1,how='all'))
#输出：
x y z 0
a NaN 14.0 7.0 NaN
b 12.0 NaN 6.0 NaN
c 3.0 7.0 8.0 NaN
d 11.0 10.0 0.0 NaN
e 1.0 10.0 10.0 NaN
0 NaN NaN NaN NaN
x y z
a NaN 14.0 7.0
b 12.0 NaN 6.0
c 3.0 7.0 8.0
d 11.0 10.0 0.0
e 1.0 10.0 10.0
0 NaN NaN NaN5.填充缺失值:frame.fillna()
语法：
DataFrame.fillna(value=None, method=None, axis=None, inplace=False, limit=None, downcast=None, **kwargs)
value： 变量, 字典, Series, or DataFrame
#字典填充：{‘a':1,‘b':2} a列填充1，b列填充2，字典填充只能按列填充
method=‘backfill', ‘bfill', ‘pad', ‘ffill', None (见实例)limit: int 针对连续缺失值，指定填充数量
#实例
np.random.seed(38754)
data=np.random.randint(0,15,15).reshape(5,3)
frame=DataFrame(data,index=['a','b','c','d','e'],columns=['x','y','z'])
frame.loc['a','x']=np.nan
frame.loc['b','y']=np.nan
frame.loc[0,0]=np.nan
print(frame)
print(frame.fillna('new',))
print(frame.fillna('new',axis=0))
print('向前或向后填充',frame.fillna(method='ffill'))
print('对连续na值限制填充次数',frame.fillna('new',limit=3))
print('字典填充',frame.fillna(value={'x':11,'y':22,'z':33}))
#输出
#原始frame
x y z 0
a NaN 14.0 7.0 NaN
b 12.0 NaN 6.0 NaN
c 3.0 7.0 8.0 NaN
d 11.0 10.0 0.0 NaN
e 1.0 10.0 10.0 NaN
0 NaN NaN NaN NaN
#用new填充na
x y z 0
a new 14 7 new
b 12 new 6 new
c 3 7 8 new
d 11 10 0 new
e 1 10 10 new
0 new new new new
向前或向后填充 #用前一行（axis=0）/前一列(axis=1)的数值填充na，如果前一行或前一列也是na，则不填充
x y z 0
a NaN 14.0 7.0 NaN
b 12.0 14.0 6.0 NaN
c 3.0 7.0 8.0 NaN
d 11.0 10.0 0.0 NaN
e 1.0 10.0 10.0 NaN
0 1.0 10.0 10.0 NaN
对连续na值限制填充次数
x y z 0
a new 14 7 new
b 12 new 6 new
c 3 7 8 new
d 11 10 0 NaN
e 1 10 10 NaN
0 new new new NaN
字典填充 #只能填充列
x y z 0
a 11.0 14.0 7.0 NaN
b 12.0 22.0 6.0 NaN
c 3.0 7.0 8.0 NaN
d 11.0 10.0 0.0 NaN
e 1.0 10.0 10.0 NaN
0 11.0 22.0 33.0 NaN6.dataframe.head(n) :查看前n行数据（默认是前5行）
7.dataframe.tail(n) :查看后n行数据（默认是前5行）
pandas入门—汇总和计算描述统计
pandas对象拥有一组常用的数学和统计方法。它们大部分都属于约简和汇总统计，用于从Series中提取单个值（如sum或mean）或从DataFrame的行或列中提取一个Series。
跟对应的NumPy数组方法相比，它们都是基于没有缺失数据的假设而构建的，如
In [1]: df = pd.DataFrame([[1.4, np.nan], [7.1, -4.5], .....: [np.nan, np.nan], [0.75, -1.3]], .....: index=['a', 'b', 'c', 'd'], .....: columns=['one', 'two']) In [2]: df Out[2]: one two a 1.40 NaN b 7.10 -4.5 c NaN NaN d 0.75 -1.3
调用DataFrame的sum方法将会返回一个含有列的和的Series
In [3]: df.sum() Out[3]: one 9.25 two -5.80
传入axis='columns’或axis=1将会按行进行求和运算，如
In [4]: df.sum(axis=1) Out[4]: a 1.40 b 2.60 c NaN d -0.55
NA值会自动被排除，除非整个切片（这里指的是行或列）都是NA。通过skipna选项可以禁用该功能：
In [5]: df.mean(axis='columns', skipna=False) Out[5]: a NaN b 1.300 c NaN d -0.275
有些方法（如idxmin和idxmax）返回的是间接统计（比如达到最小值或最大值的索引）
In [6]: df.idxmax() Out[6]: one b two d
另一些方法则是累计型的，如
In [7]: df.cumsum() Out[7]: one two a 1.40 NaN b 8.50 -4.5 c NaN NaN d 9.25 -5.8
还有一种方法，它既不是约简型也不是累计型。describe就是一个例子，它用于一次性产生多个汇总统计
In [8]: df.describe() Out[8]: one two count 3.000000 2.000000 mean 3.083333 -2.900000 std 3.493685 2.262742 min 0.750000 -4.500000 25% 1.075000 -3.700000 50% 1.400000 -2.900000 75% 4.250000 -2.100000 max 7.100000 -1.300000
对于非数值型数据，describe会产生另外一种汇总统计
In [9]: obj = pd.Series(['a', 'a', 'b', 'c'] * 4) In [10]: obj.describe() Out[10]: count 16 unique 3 top a freq 8
相关系数与协方差
有些汇总统计（如相关系数和协方差）是通过参数对计算出来的
pandas-datareader包（可以用conda或pip安装）
pip install pandas-datareader
import pandas_datareader.data as web
all_data = {ticker: web.get_data_yahoo(ticker)
for ticker in ['AAPL', 'IBM', 'MSFT', 'GOOG']}
price = pd.DataFrame({ticker: data['Adj Close']
for ticker, data in all_data.items()})
volume = pd.DataFrame({ticker: data['Volume']
for ticker, data in all_data.items()})计算价格的百分数变化
In [11]: returns = price.pct_change() In [12]: returns.tail() Out[12]: AAPL GOOG IBM MSFT Date 2016-10-17 -0.000680 0.001837 0.002072 -0.003483 2016-10-18 -0.000681 0.019616 -0.026168 0.007690 2016-10-19 -0.002979 0.007846 0.003583 -0.002255 2016-10-20 -0.000512 -0.005652 0.001719 -0.004867 2016-10-21 -0.003930 0.003011 -0.012474 0.042096
Series的corr方法用于计算两个Series中重叠的、非NA的、按索引对齐的值的相关系数。与此类似，cov用于计算协方差
In [13]: returns['MSFT'].corr(returns['IBM']) Out[13]: 0.49976361144151144 In [14]: returns['MSFT'].cov(returns['IBM']) Out[14]: 8.8706554797035462e-05
另一方面，DataFrame的corr和cov方法将以DataFrame的形式分别返回完整的相关系数或协方差矩阵
In [15]: returns.corr() Out[15]: AAPL GOOG IBM MSFT AAPL 1.000000 0.407919 0.386817 0.389695 GOOG 0.407919 1.000000 0.405099 0.465919 IBM 0.386817 0.405099 1.000000 0.499764 MSFT 0.389695 0.465919 0.499764 1.000000 In [16]: returns.cov() Out[16]: AAPL GOOG IBM MSFT AAPL 0.000277 0.000107 0.000078 0.000095 GOOG 0.000107 0.000251 0.000078 0.000108 IBM 0.000078 0.000078 0.000146 0.000089 MSFT 0.000095 0.000108 0.000089 0.000215
利用DataFrame的corrwith方法，你可以计算其列或行跟另一个Series或DataFrame之间的相关系数。传入一个Series将会返回一个相关系数值Series（针对各列进行计算）
In [17]: returns.corrwith(returns.IBM) Out[17]: AAPL 0.386817 GOOG 0.405099 IBM 1.000000 MSFT 0.499764
传入一个DataFrame则会计算按列名配对的相关系数。这里，我计算百分比变化与成交量的相关系数
In [18]: returns.corrwith(volume) Out[18]: AAPL -0.075565 GOOG -0.007067 IBM -0.204849 MSFT -0.092950
传入axis='columns’即可按行进行计算。无论如何，在计算相关系数之前，所有的数据项都会按标签对齐
唯一值、值计数以及成员资格
还有一类方法可以从一维Series的值中抽取信息，如
In [19]: obj = pd.Series(['c', 'a', 'd', 'a', 'a', 'b', 'b', 'c', 'c'])
第一个函数是unique，它可以得到Series中的唯一值数组
In [20]: uniques = obj.unique() In [21]: uniques Out[21]: array(['c', 'a', 'd', 'b'], dtype=object)
返回的唯一值是未排序的，如果需要的话，可以对结果再次进行排序（uniques.sort()）。相似的，value_counts用于计算一个Series中各值出现的频率
In [22]: obj.value_counts() Out[22]: c 3 a 3 b 2 d 1
为了便于查看，结果Series是按值频率降序排列的。value_counts还是一个顶级pandas方法，可用于任何数组或序列，如
In [23]: pd.value_counts(obj.values, sort=False) Out[23]: a 3 b 2 c 3 d 1
isin用于判断矢量化集合的成员资格，可用于过滤Series中或DataFrame列中数据的子集
In [24]: obj Out[24]: 0 c 1 a 2 d 3 a 4 a 5 b 6 b 7 c 8 c In [25]: mask = obj.isin(['b', 'c']) In [26]: mask Out[26]: 0 True 1 False 2 False 3 False 4 False 5 True 6 True 7 True 8 True dtype: bool In [27]: obj[mask] Out[27]: 0 c 5 b 6 b 7 c 8 c
与isin类似的是Index.get_indexer方法，它可以给你一个索引数组，从可能包含重复值的数组到另一个不同值的数组
In [28]: to_match = pd.Series(['c', 'a', 'b', 'b', 'c', 'a']) In [29]: unique_vals = pd.Series(['c', 'b', 'a']) In [30]: pd.Index(unique_vals).get_indexer(to_match) Out[30]: array([0, 2, 1, 1, 0, 2])
另一个例子，如
In [31]: data Out[31]: Qu1 Qu2 Qu3 0 1 2 1 1 3 3 5 2 4 1 2 3 3 2 4 4 4 3 4
将pandas.value_counts传给该DataFrame的apply函数
In [32]: result = data.apply(pd.value_counts).fillna(0) In [33]: result Out[33]: Qu1 Qu2 Qu3 1 1.0 1.0 1.0 2 0.0 2.0 1.0 3 2.0 2.0 0.0 4 2.0 0.0 2.0 5 0.0 0.0 1.0
总结
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。
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