Как обратиться к элементу dataframe python

select_dtypes

Если предварительная обработка данных должна выполняться в Python, то эта команда сэкономит ваше время. После чтения из таблицы типами данных по умолчанию для каждого столбца могут быть bool, int64, float64, object, category, timedelta64 или datetime64. Вы можете сначала проверить распределение с помощью

df.dtypes.value_counts()

чтобы узнать все возможные типы данных вашего фрейма, затем используйте

df.select_dtypes(include=[‘float64’, ‘int64’])

чтобы выбрать субфрейм только с числовыми характеристиками.

сopy

Это важная команда. Если вы сделаете:

import pandas as pd
df1 = pd.DataFrame(< ‘a’:[0,0,0], ‘b’: [1,1,1]>)
df2 = df1
df2[‘a’] = df2[‘a’] + 1
df1.head()

Вы обнаружите, что df1 изменен. Это потому, что df2 = df1 не делает копию df1 и присваивает ее df2, а устанавливает указатель, указывающий на df1. Таким образом, любые изменения в df2 приведут к изменениям в df1. Чтобы это исправить, вы можете сделать либо:

df2 = df1.copy ()

from copy import deepcopy
df2 = deepcopy(df1)

map

Это классная команда для простого преобразования данных. Сначала вы определяете словарь, в котором «ключами» являются старые значения, а «значениями» являются новые значения.

level_map = 
df[‘c_level’] = df[‘c’].map(level_map)

Например: True, False до 1, 0 (для моделирования); определение уровней; определяемые пользователем лексические кодировки.

apply or not apply?

Если нужно создать новый столбец с несколькими другими столбцами в качестве входных данных, функция apply была бы весьма полезна.

def rule(x, y): 
if x == ‘high’ and y > 10: 
return 1 
else: 
return 0

df = pd.DataFrame(< 'c1':[ 'high' ,'high', 'low', 'low'], 'c2': [0, 23, 17, 4]>)
df['new'] = df.apply(lambda x: rule(x['c1'], x['c2']), axis = 1)
df.head()

В приведенных выше кодах мы определяем функцию с двумя входными переменными и используем функцию apply, чтобы применить ее к столбцам ‘c1’ и ‘c2’.

но проблема «apply» заключается в том, что иногда она занимает очень много времени.

Скажем, если вы хотите рассчитать максимум из двух столбцов «c1» и «c2», конечно, вы можете применить данную команду

df[‘maximum’] = df.apply(lambda x: max(x[‘c1’], x[‘c2’]), axis = 1)

но это будет медленнее, нежели:

df[‘maximum’] = df[[‘c1’,’c2']].max(axis =1)

Вывод: не используйте команду apply, если вы можете выполнить ту же работу используя другие функции (они часто быстрее). Например, если вы хотите округлить столбец ‘c’ до целых чисел, выполните округление (df [‘c’], 0) вместо использования функции apply.

value counts

Это команда для проверки распределения значений. Например, если вы хотите проверить возможные значения и частоту для каждого отдельного значения в столбце «c», вы можете применить

df[‘c’].value_counts()

Есть несколько полезных приемов / функций:
A. normalize = True : если вы хотите проверить частоту вместо подсчетов.
B. dropna = False : если вы хотите включить пропущенные значения в статистику.
C. sort = False : показать статистику, отсортированную по значениям, а не по количеству.

D. df[‘c].value_counts().reset_index().: если вы хотите преобразовать таблицу статистики в датафрейм Pandas и управлять ими.

количество пропущенных значений

При построении моделей может потребоваться исключить строку со слишком большим количеством пропущенных значений / строки со всеми пропущенными значениями. Вы можете использовать .isnull () и .sum () для подсчета количества пропущенных значений в указанных столбцах.

import pandas as pd
import numpy as np

df = pd.DataFrame(< ‘id’: [1,2,3], ‘c1’:[0,0,np.nan], ‘c2’: [np.nan,1,1]>)
df = df[[‘id’, ‘c1’, ‘c2’]]
df[‘num_nulls’] = df[[‘c1’, ‘c2’]].isnull().sum(axis=1)
df.head()

выбрать строки с конкретными идентификаторами

В SQL мы можем сделать это, используя SELECT * FROM… WHERE ID в («A001», «C022»,…), чтобы получить записи с конкретными идентификаторами. Если вы хотите сделать то же самое с pandas, вы можете использовать:

df_filter = df ['ID']. isin (['A001', 'C022', . ]) 
df [df_filter]

Percentile groups

Допустим, у вас есть столбец с числовыми значениями, и вы хотите классифицировать значения в этом столбце по группам, скажем, топ 5% в группу 1, 5–20% в группу 2, 20–50% в группу 3, нижние 50% в группу 4. Конечно, вы можете сделать это с помощью pandas.cut, но мы бы хотели представить другую функцию:

import numpy as np
cut_points = [np.percentile(df[‘c’], i) for i in [50, 80, 95]]
df[‘group’] = 1
for i in range(3): 
df[‘group’] = df[‘group’] + (df[‘c’] < cut_points[i])
# or 
Которая быстро запускается (не применяется функция apply).
to_csv
Опять-таки, это команда, которую используют все. Отметим пару полезных приемов. Первый:
print(df[:5].to_csv())
Вы можете использовать эту команду, чтобы напечатать первые пять строк того, что будет записано непосредственно в файл.






Еще один прием касается смешанных вместе целых чисел и пропущенных значений. Если столбец содержит как пропущенные значения, так и целые числа, тип данных по-прежнему будет float, а не int. Когда вы экспортируете таблицу, вы можете добавить float_format = '%. 0f', чтобы округлить все числа типа float до целых чисел. Используйте этот прием, если вам нужны только целочисленные выходные данные для всех столбцов – так вы избавитесь от всех назойливых нулей ‘.0’ .
Моя шпаргалка по pandas
Один преподаватель как-то сказал мне, что если поискать аналог программиста в мире книг, то окажется, что программисты похожи не на учебники, а на оглавления учебников: они не помнят всего, но знают, как быстро найти то, что им нужно.
Возможность быстро находить описания функций позволяет программистам продуктивно работать, не теряя состояния потока. Поэтому я и создал представленную здесь шпаргалку по pandas и включил в неё то, чем пользуюсь каждый день, создавая веб-приложения и модели машинного обучения.

Нельзя сказать, что это — исчерпывающий список возможностей pandas , но сюда входят функции, которыми я пользуюсь чаще всего, примеры и мои пояснения по поводу ситуаций, в которых эти функции особенно полезны. 
1. Подготовка к работе
Если вы хотите самостоятельно опробовать то, о чём тут пойдёт речь, загрузите набор данных Anime Recommendations Database с Kaggle. Распакуйте его и поместите в ту же папку, где находится ваш Jupyter Notebook (далее — блокнот).
Теперь выполните следующие команды.






import pandas as pd import numpy as np anime = pd.read_csv('anime-recommendations-database/anime.csv') rating = pd.read_csv('anime-recommendations-database/rating.csv') anime_modified = anime.set_index('name') 
После этого у вас должна появиться возможность воспроизвести то, что я покажу в следующих разделах этого материала.
2. Импорт данных
▍Загрузка CSV-данных
Здесь я хочу рассказать о преобразовании CSV-данных непосредственно в датафреймы (в объекты Dataframe). Иногда при загрузке данных формата CSV нужно указывать их кодировку (например, это может выглядеть как encoding='ISO-8859–1' ). Это — первое, что стоит попробовать сделать в том случае, если оказывается, что после загрузки данных датафрейм содержит нечитаемые символы.
anime = pd.read_csv('anime-recommendations-database/anime.csv') 

 Загруженные CSV-данные 
Существует похожая функция для загрузки данных из Excel-файлов — pd.read_excel .
▍Создание датафрейма из данных, введённых вручную
Это может пригодиться тогда, когда нужно вручную ввести в программу простые данные. Например — если нужно оценить изменения, претерпеваемые данными, проходящими через конвейер обработки данных.
df = pd.DataFrame([[1,'Bob', 'Builder'], [2,'Sally', 'Baker'], [3,'Scott', 'Candle Stick Maker']], columns=['id','name', 'occupation']) 

 Данные, введённые вручную 






▍Копирование датафрейма
Копирование датафреймов может пригодиться в ситуациях, когда требуется внести в данные изменения, но при этом надо и сохранить оригинал. Если датафреймы нужно копировать, то рекомендуется делать это сразу после их загрузки.
anime_copy = anime.copy(deep=True) 

 Копия датафрейма 
3. Экспорт данных
▍Экспорт в формат CSV
При экспорте данных они сохраняются в той же папке, где находится блокнот. Ниже показан пример сохранения первых 10 строк датафрейма, но то, что именно сохранять, зависит от конкретной задачи.
rating[:10].to_csv('saved_ratings.csv', index=False) 
Экспортировать данные в виде Excel-файлов можно с помощью функции df.to_excel .
4. Просмотр и исследование данных
▍Получение n записей из начала или конца датафрейма
Сначала поговорим о выводе первых n элементов датафрейма. Я часто вывожу некоторое количество элементов из начала датафрейма где-нибудь в блокноте. Это позволяет мне удобно обращаться к этим данным в том случае, если я забуду о том, что именно находится в датафрейме. Похожую роль играет и вывод нескольких последних элементов.
anime.head(3) rating.tail(1) 






 Данные из начала датафрейма 

 Данные из конца датафрейма 
▍Подсчёт количества строк в датафрейме
Функция len(), которую я тут покажу, не входит в состав pandas . Но она хорошо подходит для подсчёта количества строк датафреймов. Результаты её работы можно сохранить в переменной и воспользоваться ими там, где они нужны.
len(df) #=> 3 
▍Подсчёт количества уникальных значений в столбце
Для подсчёта количества уникальных значений в столбце можно воспользоваться такой конструкцией:
len(ratings['user_id'].unique()) 
▍Получение сведений о датафрейме
В сведения о датафрейме входит общая информация о нём вроде заголовка, количества значений, типов данных столбцов.
anime.info() 

 Сведения о датафрейме 






Есть ещё одна функция, похожая на df.info — df.dtypes . Она лишь выводит сведения о типах данных столбцов.
▍Вывод статистических сведений о датафрейме
Знание статистических сведений о датафрейме весьма полезно в ситуациях, когда он содержит множество числовых значений. Например, знание среднего, минимального и максимального значений столбца rating даёт нам некоторое понимание того, как, в целом, выглядит датафрейм. Вот соответствующая команда:
anime.describe() 

 Статистические сведения о датафрейме 
▍Подсчёт количества значений
Для того чтобы подсчитать количество значений в конкретном столбце, можно воспользоваться следующей конструкцией:
anime.type.value_counts() 

 Подсчёт количества элементов в столбце 
5. Извлечение информации из датафреймов
▍Создание списка или объекта Series на основе значений столбца
Это может пригодиться в тех случаях, когда требуется извлекать значения столбцов в переменные x и y для обучения модели. Здесь применимы следующие команды:






anime['genre'].tolist() anime['genre'] 

 Результаты работы команды anime['genre'].tolist() 

 Результаты работы команды anime['genre'] 
▍Получение списка значений из индекса
Поговорим о получении списков значений из индекса. Обратите внимание на то, что я здесь использовал датафрейм anime_modified , так как его индексные значения выглядят интереснее.
anime_modified.index.tolist() 

 Результаты выполнения команды 






▍Получение списка значений столбцов
Вот команда, которая позволяет получить список значений столбцов:
anime.columns.tolist() 

 Результаты выполнения команды 
6. Добавление данных в датафрейм и удаление их из него
▍Присоединение к датафрейму нового столбца с заданным значением
Иногда мне приходится добавлять в датафреймы новые столбцы. Например — в случаях, когда у меня есть тестовый и обучающий наборы в двух разных датафреймах, и мне, прежде чем их скомбинировать, нужно пометить их так, чтобы потом их можно было бы различить. Для этого используется такая конструкция:
anime['train set'] = True 
▍Создание нового датафрейма из подмножества столбцов
Это может пригодиться в том случае, если требуется сохранить в новом датафрейме несколько столбцов огромного датафрейма, но при этом не хочется выписывать имена столбцов, которые нужно удалить.
anime[['name','episodes']] 

 Результат выполнения команды 
▍Удаление заданных столбцов
Этот приём может оказаться полезным в том случае, если из датафрейма нужно удалить лишь несколько столбцов. Если удалять нужно много столбцов, то эта задача может оказаться довольно-таки утомительной, поэтому тут я предпочитаю пользоваться возможностью, описанной в предыдущем разделе.






anime.drop(['anime_id', 'genre', 'members'], axis=1).head() 

 Результаты выполнения команды 
▍Добавление в датафрейм строки с суммой значений из других строк
Для демонстрации этого примера самостоятельно создадим небольшой датафрейм, с которым удобно работать. Самое интересное здесь — это конструкция df.sum(axis=0) , которая позволяет получать суммы значений из различных строк.
df = pd.DataFrame([[1,'Bob', 8000], [2,'Sally', 9000], [3,'Scott', 20]], columns=['id','name', 'power level']) df.append(df.sum(axis=0), ignore_index=True) 

 Результат выполнения команды 
Команда вида df.sum(axis=1) позволяет суммировать значения в столбцах.
Похожий механизм применим и для расчёта средних значений. Например — df.mean(axis=0) .






7. Комбинирование датафреймов
▍Конкатенация двух датафреймов
Эта методика применима в ситуациях, когда имеются два датафрейма с одинаковыми столбцами, которые нужно скомбинировать.
В данном примере мы сначала разделяем датафрейм на две части, а потом снова объединяем эти части:
df1 = anime[0:2] df2 = anime[2:4] pd.concat([df1, df2], ignore_index=True) 

 Датафрейм df1 

 Датафрейм df2 

 Датафрейм, объединяющий df1 и df2 






▍Слияние датафреймов
Функция df.merge , которую мы тут рассмотрим, похожа на левое соединение SQL. Она применяется тогда, когда два датафрейма нужно объединить по некоему столбцу.
rating.merge(anime, left_on=’anime_id’, right_on=’anime_id’, suffixes=(‘_left’, ‘_right’)) 

 Результаты выполнения команды 
8. Фильтрация
▍Получение строк с нужными индексными значениями
Индексными значениями датафрейма anime_modified являются названия аниме. Обратите внимание на то, как мы используем эти названия для выбора конкретных столбцов.
anime_modified.loc[['Haikyuu!! Second Season','Gintama']] 

 Результаты выполнения команды 
▍Получение строк по числовым индексам
Эта методика отличается от той, которая описана в предыдущем разделе. При использовании функции df.iloc первой строке назначается индекс 0 , второй — индекс 1 , и так далее. Такие индексы назначаются строкам даже в том случае, если датафрейм был модифицирован и в его индексном столбце используются строковые значения.






Следующая конструкция позволяет выбрать три первых строки датафрейма:
anime_modified.iloc[0:3] 

 Результаты выполнения команды 
▍Получение строк по заданным значениям столбцов
Для получения строк датафрейма в ситуации, когда имеется список значений столбцов, можно воспользоваться следующей командой:
anime[anime['type'].isin(['TV', 'Movie'])] 

 Результаты выполнения команды 
Если нас интересует единственное значение — можно воспользоваться такой конструкцией:
anime[anime[‘type’] == 'TV'] 
▍Получение среза датафрейма
Эта техника напоминает получение среза списка. А именно, речь идёт о получении фрагмента датафрейма, содержащего строки, соответствующие заданной конфигурации индексов.






anime[1:3] 

 Результаты выполнения команды 
▍Фильтрация по значению
Из датафреймов можно выбирать строки, соответствующие заданному условию. Обратите внимание на то, что при использовании этого метода сохраняются существующие индексные значения.
anime[anime['rating'] > 8] 

 Результаты выполнения команды 
9. Сортировка
Для сортировки датафреймов по значениям столбцов можно воспользоваться функцией df.sort_values :
anime.sort_values('rating', ascending=False) 

 Результаты выполнения команды 
10. Агрегирование
▍Функция df.groupby и подсчёт количества записей
Вот как подсчитать количество записей с различными значениями в столбцах:
anime.groupby('type').count() 

 Результаты выполнения команды 
▍Функция df.groupby и агрегирование столбцов различными способами
Обратите внимание на то, что здесь используется reset_index() . В противном случае столбец type становится индексным столбцом. В большинстве случаев я рекомендую делать то же самое.
anime.groupby(["type"]).agg(< "rating": "sum", "episodes": "count", "name": "last" >).reset_index() 
▍Создание сводной таблицы
Для того чтобы извлечь из датафрейма некие данные, нет ничего лучше, чем сводная таблица. Обратите внимание на то, что здесь я серьёзно отфильтровал датафрейм, что ускорило создание сводной таблицы.
tmp_df = rating.copy() tmp_df.sort_values('user_id', ascending=True, inplace=True) tmp_df = tmp_df[tmp_df.user_id < 10] tmp_df = tmp_df[tmp_df.anime_id < 30] tmp_df = tmp_df[tmp_df.rating != -1] pd.pivot_table(tmp_df, values='rating', index=['user_id'], columns=['anime_id'], aggfunc=np.sum, fill_value=0) 

 Результаты выполнения команды 
11. Очистка данных
▍Запись в ячейки, содержащие значение NaN, какого-то другого значения
Здесь мы поговорим о записи значения 0 в ячейки, содержащие значение NaN . В этом примере мы создаём такую же сводную таблицу, как и ранее, но без использования fill_value=0 . А затем используем функцию fillna(0) для замены значений NaN на 0 .
pivot = pd.pivot_table(tmp_df, values='rating', index=['user_id'], columns=['anime_id'], aggfunc=np.sum) pivot.fillna(0) 

 Таблица, содержащая значения NaN 

 Результаты замены значений NaN на 0 
12. Другие полезные возможности
▍Отбор случайных образцов из набора данных
Я использую функцию df.sample каждый раз, когда мне нужно получить небольшой случайный набор строк из большого датафрейма. Если используется параметр frac=1 , то функция позволяет получить аналог исходного датафрейма, строки которого будут перемешаны.
anime.sample(frac=0.25) 

 Результаты выполнения команды 
▍Перебор строк датафрейма
Следующая конструкция позволяет перебирать строки датафрейма:
for idx,row in anime[:2].iterrows(): print(idx, row) 

 Результаты выполнения команды 
▍Борьба с ошибкой IOPub data rate exceeded
Если вы сталкиваетесь с ошибкой IOPub data rate exceeded — попробуйте, при запуске Jupyter Notebook, воспользоваться следующей командой:
jupyter notebook — NotebookApp.iopub_data_rate_limit=1.0e10 
Итоги
Здесь я рассказал о некоторых полезных приёмах использования pandas в среде Jupyter Notebook. Надеюсь, моя шпаргалка вам пригодится.
Уважаемые читатели! Есть ли какие-нибудь возможности pandas , без которых вы не представляете своей повседневной работы?


Блог компании RUVDS.com
Веб-разработка
Python



Похожие публикации:

Где найти ответы на яндекс практикум тестирование
Как вконтакте проверить с кем переписывается человек
Как запросить архив в вк на телефоне андроид
Как зарегистрироваться в вайбере без номера телефона