【分享】 25 个 Pandas 实用技巧

输入下面的命令查询pandas版本：

In [7]:pd.__version__
Out[7]:'0.24.2'

如果你还想知道pandas所依赖的模块的版本，你可以使用show_versions()函数:

In [9]：
pd.show_versions()


INSTALLED VERSIONS 
------------------ 
commit: None 
python: 3.7.3.final.0 
python-bits: 64 
OS: Darwin 
OS-release: 18.6.0 
machine: x86_64 
processor: i386 
byteorder: little 
LC_ALL: None 
LANG: en_US.UTF-8 
LOCALE: en_US.UTF-8 


pandas: 0.24.2 
pytest: None 
pip: 19.1.1 
setuptools: 41.0.1 
Cython: None 
numpy: 1.16.4 
scipy: None 
pyarrow: None 
xarray: None 
IPython: 7.5.0 
sphinx: None 
patsy: None 
dateutil: 2.8.0 
pytz: 2019.1 
blosc: None 
bottleneck: None 
tables: None 
numexpr: None 
feather: None 
matplotlib: 3.1.0 
openpyxl: None 
xlrd: None 
xlwt: None 
xlsxwriter: None 
lxml.etree: None 
bs4: None 
html5lib: None 
sqlalchemy: None 
pymysql: None 
psycopg2: None 
jinja2: 2.10.1 
s3fs: None 
fastparquet: None 
pandas_gbq: None 
pandas_datareader: None 
gcsfs: None

你可以查看到Python，pandas, Numpy, matplotlib等的版本信息。

假设你需要创建一个示例DataFrame。有很多种实现的途径，我最喜欢的方式是传一个字典给DataFrame constructor，其中字典中的keys为列名，values为列的取值。

现在如果你需要创建一个更大的DataFrame，上述方法则需要太多的输入。在这种情况下，你可以使用Numpy的random.rand()函数，告诉它行数和列数，将它传递给DataFrame constructor：

这种方式很好，但如果你还想把列名变为非数值型的，你可以强制地将一串字符赋值给columns参数：

你可以想到，你传递的字符串的长度必须与列数相同。

让我们来看一下刚才我们创建的示例DataFrame:

我更喜欢在选取pandas列的时候使用点（.），但是这对那么列名中含有空格的列不会生效。让我们来修复这个问题。

更改列名最灵活的方式是使用rename()函数。你可以传递一个字典，其中keys为原列名，values为新列名，还可以指定axis:

In [14]:
df = df.rename({'col one':'col_one', 'col two':'col_two'}, axis='columns')

使用这个函数最好的方式是你需要更改任意数量的列名，不管是一列或者全部的列。

如果你需要一次性重新命令所有的列名，更简单的方式就是重写DataFrame的columns属性：

In [15]:
df.columns = ['col_one', 'col_two']

如果你需要做的仅仅是将空格换成下划线，那么更好的办法是使用str.replace()方法，这是因为你都不需要输入所有的列名：

In [16]:
df.columns = df.columns.str.replace(' ', '_')

上述三个函数的结果都一样，可以更改列名使得列名中不含有空格：

最后，如果你需要在列名中添加前缀或者后缀，你可以使用add_prefix()函数：

或者使用add_suffix()函数：

让我们来看一下drinks这个DataFame:

In [20]:
drinks.head()


Out[20]:

该数据集描述了每个国家的平均酒消费量。如果你想要将行序反转呢？

最直接的办法是使用loc函数并传递::-1，跟Python中列表反转时使用的切片符号一致：

In [21]:
drinks.loc[::-1].head()


Out[21]:

如果你还想重置索引使得它从0开始呢？

你可以使用reset_index()函数，告诉他去掉完全抛弃之前的索引：

In [22]:
drinks.loc[::-1].reset_index(drop=True).head()


Out[22]:

你可以看到，行序已经反转，索引也被重置为默认的整数序号。

跟之前的技巧一样，你也可以使用loc函数将列从左至右反转：

In [23]:
drinks.loc[:, ::-1].head()


Out[23]:

逗号之前的冒号表示选择所有行，逗号之后的::-1表示反转所有的列，这就是为什么country这一列现在在最右边。

这里有drinks这个DataFrame的数据类型：

In [24]:
drinks.dtypes


Out[24]:
country                          object
beer_servings                     int64
spirit_servings                   int64
wine_servings                     int64
total_litres_of_pure_alcohol    float64
continent                        object
dtype: object

假设你仅仅需要选取数值型的列，那么你可以使用select_dtypes()函数：

In [25]:
drinks.select_dtypes(include='number').head()


Out[25]:

这包含了int和float型的列。

你也可以使用这个函数来选取数据类型为object的列：

你还可以选取多种数据类型，只需要传递一个列表即可：

你还可以用来排除特定的数据类型：

让我们来创建另一个示例DataFrame:

这些数字实际上储存为字符型，导致其数据类型为object:

为了对这些列进行数学运算，我们需要将数据类型转换成数值型。你可以对前两列使用astype()函数：

但是，如果你对第三列也使用这个函数，将会引起错误，这是因为这一列包含了破折号（用来表示0）但是pandas并不知道如何处理它。

你可以对第三列使用to_numeric()函数，告诉其将任何无效数据转换为NaN:

如果你知道NaN值代表0，那么你可以fillna()函数将他们替换成0：

最后，你可以通过apply()函数一次性对整个DataFrame使用这个函数：

仅需一行代码就完成了我们的目标，因为现在所有的数据类型都转换成float:

pandas DataFrame被设计成可以适应内存，所以有些时候你可以减小DataFrame的空间大小，让它在你的系统上更好地运行起来。

这是drinks这个DataFrame所占用的空间大小：

可以看到它使用了30.4KB。

如果你对你的DataFrame有操作方面的问题，或者你不能将它读进内存，那么在读取文件的过程中有两个步骤可以使用来减小DataFrame的空间大小。

第一个步骤是只读取那些你实际上需要用到的列，可以调用usecols参数：

通过仅读取用到的两列，我们将DataFrame的空间大小缩小至13.6KB。

第二步是将所有实际上为类别变量的object列转换成类别变量，可以调用dtypes参数：

通过将continent列读取为category数据类型，我们进一步地把DataFrame的空间大小缩小至2.3KB。

值得注意的是，如果跟行数相比，category数据类型的列数相对较小，那么catefory数据类型可以减小内存占用。

假设你的数据集分化为多个文件，但是你需要将这些数据集读到一个DataFrame中。

举例来说，我有一些关于股票的小数聚集，每个数据集为单天的CSV文件。这是第一天的：

这是第二天的：

这是第三天的：

你可以将每个CSV文件读取成DataFrame，将它们结合起来，然后再删除原来的DataFrame，但是这样会多占用内存且需要许多代码

更好的方式为使用内置的glob模块。你可以给glob()函数传递某种模式，包括未知字符，这样它会返回符合该某事的文件列表。在这种方式下，glob会查找所有以stocks开头的CSV文件：

glob会返回任意排序的文件名，这就是我们为什么要用Python内置的sorted()函数来对列表进行排序。

我们以生成器表达式用read_csv()函数来读取每个文件，并将结果传递给concat()函数，这会将单个的DataFrame按行来组合：

不幸的是，索引值存在重复。为了避免这种情况，我们需要告诉concat()函数来忽略索引，使用默认的整数索引：

上一个技巧对于数据集中每个文件包含行记录很有用。但是如果数据集中的每个文件包含的列信息呢？

这里有一个例子，dinks数据集被划分成两个CSV文件，每个文件包含三列：

同上一个技巧一样，我们以使用glob()函数开始。这一次，我们需要告诉concat()函数按列来组合：

现在我们的DataFrame已经有六列了。