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  • 第5章 pandas入门

      pandas是专门为处理表格和混杂数据设计的,NumPy更适合处理统一的数值数组数据。

      pandas的数据结构:

        Series:Series是一种类似于一维数组的对象,它由一组数据(各种NumPy数据类型)以及一组与之相关的数据标签(即索引)组成。

          如果只传入一个字典,则结果Series中的索引就是原字典的键(有序排列)。

          pandas的isnull和notnull函数可用于检测缺失数据。

        DataFrame:DataFrame是一个表格型的数据结构,它含有一组有序的列,每列可以是不同的值类型(数值、字符串、布尔值等)。

          DataFrame既有行索引也有列索引,它可以被看做由Series组成的字典(共用同一个索引)。

          DataFrame中的数据是以一个或多个二维块存放的(而不是列表、字典或别的一维数据结构)。

          创建DataFrame的办法有很多,最常用的一种是直接传入一个由等长列表或NumPy数组组成的字典。

          DataFrame会自动加上索引(跟Series一样),且全部列会被有序排列。

          对于特别大的DataFrame,head()方法会选取前五行。

          如果指定了列序列,则DataFrame的列就会按照指定顺序进行排列。

          如果传入的列在数据中找不到,就会在结果中产生缺失值NaN。

          通过类似字典标记的方式或属性的方式,可以将DataFrame的列获取为一个Series。

          行也可以通过位置或名称的方式进行获取,比如用loc属性。

          列可以通过赋值的方式进行修改。

          将列表或数组赋值给某个列时,其长度必须跟DataFrame的长度相匹配。如果赋值的是一个Series,就会精确匹配DataFrame的索引,所有的空位都将被填上缺失值。

          del方法可以用来删除列。

          如果嵌套字典传给DataFrame,pandas就会被解释为:外层字典的键作为列,内层键则作为行索引。

          DataFrame构造函数所能接受的各种数据:

          

          跟Series一样,values属性也会以二维ndarray的形式返回DataFrame中的数据。

          

        基本功能

          重新索引:

            reindex:其作用是创建一个新对象,它的数据符合新的索引。

            method:可以做一些插值处理。如:ffill可以实现向前填充。

            

          丢弃指定轴上的项:

            drop(索引值):返回一个在指定轴上删除了指定值的新对象。

               通过传递axis=1或axis='columns'可以删除列的值。

          索引的选取和过滤:

            Series索引(obj[...])的工作方式类似于NumPy数组的索引,只不过Series的索引值不只是整数。

            利用标签的切片运算与普通的Python切片运算不同,其末端是包含的。

          用loc和iloc进行选取:它们可以让你用类似NumPy的标记,使用轴标签(loc)或整数索引(iloc),从DataFrame选择行和列的子集。

            DataFrame的索引选项

            

          整数索引:

            为了进行统一,如果轴索引含有整数,数据选取总会使用标签。为了更准确,请使用loc(标签)或iloc(整数)

          算数运算和整数对齐:

            pandas最重要的一个功能是,它可以对不同索引的对象进行算术运算。在将对象相加时,如果存在不同的索引对,则结果的索引就是该索引对的并集。

            自动的数据对齐操作在不重叠的索引处引入了NA值,缺失值会在算术运算过程中传播。  

            对于DataFrame,对齐操作会同时发生在行和列上。

          在算数方法中填充值:

            在一个对象中某个轴标签在另一个对象中找不到时填充一个特殊值。

            

          DataFrame和Series之间的运算:

            DataFrame和Series之间算术运算是有明确规定的。

            默认情况下,DataFrame和Series之间的算术运算会将Series的索引匹配到DataFrame的列,然后沿着行一直向下广播

            如果某个索引值在DataFrame的列或Series的索引中找不到,则参与运算的两个对象就会被重新索引以形成并集。

            如果你希望匹配行且在列上广播,则必须使用算术运算方法。

          函数的应用和映射:

            NumPy的ufuncs(元素级数组方法)也可用于操作pandas对象。

            apply方法:将函数应用到由各列或行所形成的一维数组上。如果传递axis='columns'到apply,这个函数会在每行执行。

            假如你想得到frame中各个浮点值的格式化字符串,使用applymap即可.

          排序和排名:

            sort_index方法:对行或列索引进行排序(按字典顺序),返回一个已排序的新对象。

            对于DataFrame,则可以根据任意一个轴上的索引进行排序,如:frame.sort_index(axis=1)

            数据默认是按升序排序的,但也可以降序排序,如:frame.sort_index(axis=1, ascending=False)

            若要按值对Series进行排序,可使用其sort_values方法,如:obj.sort_values()

            在排序时,任何缺失值默认都会被放到Series的末尾。

            当排序一个DataFrame时,你可能希望根据一个或多个列中的值进行排序。将一个或多个列的名字传递给sort_values的by选项即可达到该目的,如:frame.sort_values(by='b')

            要根据多个列进行排序,传入名称的列表即可,如:frame.sort_values(by=['a', 'b'])

             默认情况下,rank是通过“为各组分配一个平均排名”的方式破坏平级关系的,根据值在原数据中出现的顺序给出排名:obj.rank(method='first'),按降序进行排名:obj.rank(ascending=False, method='max')

            排名时用于破坏平级关系的方法:

            

          带有重复标签的轴索引:

            索引的is_unique属性可以判断它的值是否是唯一的。

            对于带有重复值的索引,数据选取的行为将会有些不同。如果某个索引对应多个值,则返回一个Series;而对应单个值的,则返回一个标量值。

          汇总和计算描述统计:

            andas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。

            调用DataFrame的sum方法将会返回一个含有列的和的Series。

            传入axis='columns'或axis=1将会按行进行求和运算。

            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。

            

            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)。

            describe(描述性统计):一次性产生多个汇总统计

             

            相关系数与协方差:

              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。

              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。

              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。

            唯一值、值计数以及成员资格:

              unique:它可以得到Series中的唯一值数组。uniques.sort()可以进行排序。

              value_counts:用于计算一个Series中各值出现的频率。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。

              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。

              Index.get_indexer: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。

              

              

              

              

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