Python中的Pandas
pandas 是一种列存数据分析 API。它是用于处理和分析输入数据的强大工具,很多机器学习框架都支持将 pandas 数据结构作为输入。 虽然全方位介绍 pandas API 会占据很长篇幅,但它的核心概念非常简单,我们会在下文中进行说明。有关更完整的参考,请访问 pandas 文档网站,其中包含丰富的文档和教程资源。
基本概念
首先安装一下 module,可以配置下pip源,或者 加参数-i
提高下载速度
mkdir ~/.pip
vim ~/.pip/pip.conf
[global]
index-url = https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple
pip3 install pandas -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple
pip3 install matplotlib -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple # 如果需要绘制图表
pandas 中的主要数据结构被实现为以下两类:
- **
DataFrame
**,您可以将它想象成一个关系型数据表格,其中包含多个行和已命名的列。 - **
Series
**,它是单一列。DataFrame
中包含一个或多个Series
,每个Series
均有一个名称。
数据框架是用于数据操控的一种常用抽象实现形式。Spark 和 R 中也有类似的实现。
创建Series
city_names = pd.Series(['San Francisco', 'San Jose', 'Sacramento'])
population = pd.Series([852469, 1015785, 485199])
创建DataFrame
,通过Series
pd.DataFrame({ 'City name': city_names, 'Population': population })
更多时候,一般装载整个文件
california_housing_dataframe = pd.read_csv("https://download.mlcc.google.com/mledu-datasets/california_housing_train.csv", sep=",")
当然,也可以通过复制表格内容
df = pd.read_clipboard()
df.to_csv("some_data.csv")
DataFrame
常用方法
# 显示统计信息
california_housing_dataframe.describe()
# 显示前几个记录
california_housing_dataframe.head()
# 绘制图表
california_housing_dataframe.hist('housing_median_age')
访问数据
您可以使用熟悉的 Python dict/list 指令访问 DataFrame
数据:
cities = pd.DataFrame({ 'City name': city_names, 'Population': population })
print(type(cities['City name']))
print(cities['City name'])
print(type(cities['City name'][1]))
print(cities['City name'][1])
此外,pandas 针对高级索引和选择提供了极其丰富的 API(数量过多,此处无法逐一列出)。
操控数据
您可以向 Series
应用 Python 的基本运算指令。例如:
population / 1000
NumPy 是一种用于进行科学计算的常用工具包。pandas Series
可用作大多数 NumPy 函数的参数:
import numpy as np
np.log(population)
对于更复杂的单列转换,您可以使用 Series.apply
。像 Python 映射函数一样,Series.apply
将以参数形式接受 lambda 函数,而该函数会应用于每个值。
下面的示例创建了一个指明 population
是否超过 100 万的新 Series
:
population.apply(lambda val: val > 1000000)
DataFrames
的修改方式也非常简单。例如,以下代码向现有 DataFrame
添加了两个 Series
:
cities['Area square miles'] = pd.Series([46.87, 176.53, 97.92])
cities['Population density'] = cities['Population'] / cities['Area square miles']
print(cities)
索引
Series
和 DataFrame
对象也定义了 index
属性,该属性会向每个 Series
项或 DataFrame
行赋一个标识符值。
默认情况下,在构造时,pandas 会赋可反映源数据顺序的索引值。索引值在创建后是稳定的;也就是说,它们不会因为数据重新排序而发生改变。
print(city_names.index)
调用 DataFrame.reindex
以手动重新排列各行的顺序。例如,以下方式与按城市名称排序具有相同的效果:
cities.reindex([2, 0, 1])
重建索引是一种随机排列 DataFrame
的绝佳方式。在下面的示例中,我们会取用类似数组的索引,然后将其传递至 NumPy
的 random.permutation
函数,该函数会随机排列其值的位置。如果使用此重新随机排列的数组调用 reindex
,会导致 DataFrame
行以同样的方式随机排列。 尝试多次运行以下单元格!
cities.reindex(np.random.permutation(cities.index))
练习
推荐使用 https://colab.research.google.com/ 练习,可以直接导入ipynb
,练习库github
上面有很多,这里不多赘述,底下相关链接也有列出。