「Python」pandas入门教程
pandas適合于許多不同類型的數(shù)據(jù),包括:
- 具有異構類型列的表格數(shù)據(jù),例如SQL表格或Excel數(shù)據(jù)
- 有序和無序(不一定是固定頻率)時間序列數(shù)據(jù)。
- 具有行列標簽的任意矩陣數(shù)據(jù)(均勻類型或不同類型)
- 任何其他形式的觀測/統(tǒng)計數(shù)據(jù)集。
由于這是一個Python語言的軟件包,因此需要你的機器上首先需要具備Python語言的環(huán)境。關于這一點,請自行在網(wǎng)絡上搜索獲取方法。
關于如何獲取pandas請參閱官網(wǎng)上的說明:pandas Installation。
通常情況下,我們可以通過pip來執(zhí)行安裝:
?
或者通過conda 來安裝pandas:
?
目前(2018年2月)pandas的最新版本是v0.22.0(發(fā)布時間:2017年12月29日)。
我已經(jīng)將本文的源碼和測試數(shù)據(jù)放到Github上: pandas_tutorial ,讀者可以前往獲取。
另外,pandas常常和NumPy一起使用,本文中的源碼中也會用到NumPy。
建議讀者先對NumPy有一定的熟悉再來學習pandas,我之前也寫過一個NumPy的基礎教程,參見這里:Python 機器學習庫 NumPy 教程
核心數(shù)據(jù)結構
pandas最核心的就是Series和DataFrame兩個數(shù)據(jù)結構。
這兩種類型的數(shù)據(jù)結構對比如下:
?
DataFrame可以看做是Series的容器,即:一個DataFrame中可以包含若干個Series。
注:在0.20.0版本之前,還有一個三維的數(shù)據(jù)結構,名稱為Panel。這也是pandas庫取名的原因:pan(el)-da(ta)-s。但這種數(shù)據(jù)結構由于很少被使用到,因此已經(jīng)被廢棄了。
Series
由于Series是一維結構的數(shù)據(jù),我們可以直接通過數(shù)組來創(chuàng)建這種數(shù)據(jù),像這樣:
?
這段代碼輸出如下:
?
這段輸出說明如下:
- 輸出的最后一行是Series中數(shù)據(jù)的類型,這里的數(shù)據(jù)都是int64類型的。
- 數(shù)據(jù)在第二列輸出,第一列是數(shù)據(jù)的索引,在pandas中稱之為Index。
我們可以分別打印出Series中的數(shù)據(jù)和索引:
?
這兩行代碼輸出如下:
?
如果不指定(像上面這樣),索引是[1, N-1]的形式。不過我們也可以在創(chuàng)建Series的時候指定索引。索引未必一定需要是整數(shù),可以是任何類型的數(shù)據(jù),例如字符串。例如我們以七個字母來映射七個音符。索引的目的是可以通過它來獲取對應的數(shù)據(jù),例如下面這樣:
?
這段代碼輸出如下:
?
DataFrame
下面我們來看一下DataFrame的創(chuàng)建。我們可以通過NumPy的接口來創(chuàng)建一個4x4的矩陣,以此來創(chuàng)建一個DataFrame,像這樣:
?
這段代碼輸出如下:
?
從這個輸出我們可以看到,默認的索引和列名都是[0, N-1]的形式。
我們可以在創(chuàng)建DataFrame的時候指定列名和索引,像這樣:
?
這段代碼輸出如下:
?
我們也可以直接指定列數(shù)據(jù)來創(chuàng)建DataFrame:
?
這段代碼輸出如下:
?
請注意:
- DataFrame的不同列可以是不同的數(shù)據(jù)類型
- 如果以Series數(shù)組來創(chuàng)建DataFrame,每個Series將成為一行,而不是一列
例如:
?
?
df4的輸出如下:
?
我們可以通過下面的形式給DataFrame添加或者刪除列數(shù)據(jù):
?
這段代碼輸出如下:
?
Index對象與數(shù)據(jù)訪問
pandas的Index對象包含了描述軸的元數(shù)據(jù)信息。當創(chuàng)建Series或者DataFrame的時候,標簽的數(shù)組或者序列會被轉(zhuǎn)換成Index。可以通過下面的方式獲取到DataFrame的列和行的Index對象:
?
這兩行代碼輸出如下:
?
請注意:
- Index并非集合,因此其中可以包含重復的數(shù)據(jù)
- Index對象的值是不可以改變,因此可以通過它安全的訪問數(shù)據(jù)
- DataFrame提供了下面兩個操作符來訪問其中的數(shù)據(jù):
- loc:通過行和列的索引來訪問數(shù)據(jù)
- iloc:通過行和列的下標來訪問數(shù)據(jù)
例如這樣:
?
第一行代碼訪問了行索引為0和1,列索引為“note”的元素。第二行代碼訪問了行下標為0和1(對于df3來說,行索引和行下標剛好是一樣的,所以這里都是0和1,但它們卻是不同的含義),列下標為0的元素。
這兩行代碼輸出如下:
?
文件操作
pandas庫提供了一系列的read_函數(shù)來讀取各種格式的文件,它們?nèi)缦滤?#xff1a;
read_csv
read_table
read_fwf
read_clipboard
read_excel
read_hdf
read_html
read_json
read_msgpack
read_pickle
read_sas
read_sql
read_stata
read_feather
讀取Excel文件
注:要讀取Excel文件,還需要安裝另外一個庫:xlrd
通過pip可以這樣完成安裝:
?
安裝完之后可以通過pip查看這個庫的信息:
?
接下來我們看一個讀取Excel的簡單的例子:
?
這個Excel的內(nèi)容如下:
?
注:本文的代碼和數(shù)據(jù)文件可以通過文章開頭提到的Github倉庫獲取。
讀取CSV文件
下面,我們再來看讀取CSV文件的例子。
第一個CSV文件內(nèi)容如下:
?
讀取的方式也很簡單:
?
我們再來看第2個例子,這個文件的內(nèi)容如下:
?
嚴格的來說,這并不是一個CSV文件了,因為它的數(shù)據(jù)并不是通過逗號分隔的。在這種情況下,我們可以通過指定分隔符的方式來讀取這個文件,像這樣:
?
實際上,read_csv支持非常多的參數(shù)用來調(diào)整讀取的參數(shù),如下表所示:
?
詳細的read_csv函數(shù)說明請參見這里:pandas.read_csv
處理無效值
現(xiàn)實世界并非完美,我們讀取到的數(shù)據(jù)常常會帶有一些無效值。如果沒有處理好這些無效值,將對程序造成很大的干擾。
對待無效值,主要有兩種處理方法:直接忽略這些無效值;或者將無效值替換成有效值。
下面我先創(chuàng)建一個包含無效值的數(shù)據(jù)結構。然后通過pandas.isna函數(shù)來確認哪些值是無效的:
?
這段代碼輸出如下:
?
忽略無效值
我們可以通過pandas.DataFrame.dropna函數(shù)拋棄無效值:
?
注:dropna默認不會改變原先的數(shù)據(jù)結構,而是返回了一個新的數(shù)據(jù)結構。如果想要直接更改數(shù)據(jù)本身,可以在調(diào)用這個函數(shù)的時候傳遞參數(shù) inplace = True。
對于原先的結構,當無效值全部被拋棄之后,將不再是一個有效的DataFrame,因此這行代碼輸出如下:
?
我們也可以選擇拋棄整列都是無效值的那一列:
?
注:axis=1表示列的軸。how可以取值'any'或者'all',默認是前者。
這行代碼輸出如下:
?
替換無效值
我們也可以通過fillna函數(shù)將無效值替換成為有效值。像這樣:
?
這段代碼輸出如下:
?
將無效值全部替換成同樣的數(shù)據(jù)可能意義不大,因此我們可以指定不同的數(shù)據(jù)來進行填充。為了便于操作,在填充之前,我們可以先通過rename方法修改行和列的名稱:
?
這段代碼輸出如下:
?
處理字符串
數(shù)據(jù)中常常牽涉到字符串的處理,接下來我們就看看pandas對于字符串操作。
Series的str字段包含了一系列的函數(shù)用來處理字符串。并且,這些函數(shù)會自動處理無效值。
下面是一些實例,在第一組數(shù)據(jù)中,我們故意設置了一些包含空格字符串:
?
在這個實例中我們看到了對于字符串strip的處理以及判斷字符串本身是否是數(shù)字,這段代碼輸出如下:
?
下面是另外一些示例,展示了對于字符串大寫,小寫以及字符串長度的處理:
?
該段代碼輸出如下:
?
?
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/wrxblog/p/9752406.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的「Python」pandas入门教程的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇: JS膏集03
- 下一篇: python文件管理