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小白學 Python 資料分析(6):Pandas (五)基礎操作(2)資料選擇

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小白學 Python 資料分析(1):資料分析基礎

小白學 Python 資料分析(2):Pandas (一)概述

小白學 Python 資料分析(3):Pandas (二)資料結構 Series

小白學 Python 資料分析(4):Pandas (三)資料結構 DataFrame

小白學 Python 資料分析(5):Pandas (四)基礎操作(1)檢視資料

引言

上一篇文章我們介紹如何在 Pandas 一些基礎的檢視資料的操作,但是官方更推薦我們使用 .at.iat.loc.iloc 這幾個經過 Pandas 優化過的資料訪問方法來訪問資料。

首先我們還是先建立一個 DataFrame 用作演示,小編偷懶,接著把上一篇的 DataFrame 拷貝過來了,如下:

import numpy as np
import pandas as pd

dates = pd.date_range('20200101', periods=6)
df = pd.DataFrame(np.random.randn(6, 4), index=dates, columns=list('ABCD'))
print(df)

DataFrame 是由很多列組成的,其實可以看做是由多個 Series 組成,我們可以單獨獲取一列直接獲得一個 Series ,如下:

# 獲取單列,獲得 Series
print(df['A'])

# 輸出結果
2020-01-01   -0.065477
2020-01-02   -1.089716
2020-01-03    0.049215
2020-01-04   -0.017615
2020-01-05   -0.910402
2020-01-06   -0.008887
Freq: D, Name: A, dtype: float64

接下來我們可以通過 [] 對 DataFrame 進行切片操作,示例如下:

# 行切片
print(df[0:3])
print(df['20200101' : '20200103'])

# 輸出結果
                   A         B         C         D
2020-01-01 -0.065477  1.603827  1.152969  0.742842
2020-01-02 -1.089716 -0.540936  0.456917  0.295272
2020-01-03  0.049215 -1.182454 -0.294177 -0.698877
                   A         B         C         D
2020-01-01 -0.065477  1.603827  1.152969  0.742842
2020-01-02 -1.089716 -0.540936  0.456917  0.295272
2020-01-03  0.049215 -1.182454 -0.294177 -0.698877

可以看到,我們通過整數或者是 columns 將 DataFrame 進行了行切片。

loc

我們可以通過使用 loc 進行 column 名和 index 名定位。

比如我們通過 column 提取出一行資料,如下:

# 用標籤提取一行資料
print(df.loc[dates[0]])

# 輸出結果
A   -0.065477
B    1.603827
C    1.152969
D    0.742842
Name: 2020-01-01 00:00:00, dtype: float64

注意,這裡的 dates 是我們在最前面生成的一個數組,這裡的寫法同樣可以替換成 df.loc['20200101']

同樣我們可以通過切片的方式獲取指定某幾行的資料,如下:

# 用標籤提取多列資料
print(df.loc[:, ['A', 'B']])

# 輸出結果
                   A         B
2020-01-01 -0.065477  1.603827
2020-01-02 -1.089716 -0.540936
2020-01-03  0.049215 -1.182454
2020-01-04 -0.017615 -0.777637
2020-01-05 -0.910402 -0.173959
2020-01-06 -0.008887  0.525035

# 用標籤進行切片操作,同時制定行與列的結束點
print(df.loc['20200101':'20200103', ['A', 'B']])

# 輸出結果
                   A         B
2020-01-01 -0.065477  1.603827
2020-01-02 -1.089716 -0.540936
2020-01-03  0.049215 -1.182454

# 返回一行中的兩列
print(df.loc['20200101', ['A', 'B']])

# 輸出結果
A   -0.065477
B    1.603827
Name: 2020-01-01 00:00:00, dtype: float64

那麼我如果想獲得一個指定位置的資料怎麼辦呢?當我們把 DataFrame 想像成為一個座標系的時候,當然是指定橫縱座標可以確定一個唯一的點啊,如下:

# 獲取某個標量值
print(df.loc[dates[0], 'A'])

# 輸出結果
-0.06547653622759132

iloc

iloc 和上面的 loc 很像, loc 主要是通過行進行索引定位,而 iloc 是通過 index 也就是列進行索引定位,所以引數是整型, iloc 的英文全稱為 index locate 。

先看一個簡單的示例,我們先用整數選擇出其中的一列:

# 用整數位置選擇
print(df.iloc[3])

# 輸出結果
A   -0.017615
B   -0.777637
C    0.824364
D    0.210244
Name: 2020-01-04 00:00:00, dtype: float64

這裡我們還可以加上切片進行選擇:

# 使用整數按行和列進行切片操作
print(df.iloc[3:5, 0:2])

# 輸出結果
                   A         B
2020-01-04 -0.017615 -0.777637
2020-01-05 -0.910402 -0.173959

# 用整數列表按位置切片
print(df.iloc[[1, 2, 4], [0, 2]])

# 輸出結果
                   A         C
2020-01-02 -1.089716  0.456917
2020-01-03  0.049215 -0.294177
2020-01-05 -0.910402 -1.140222

# 整行切片
print(df.iloc[1:3, :])

# 輸出結果
                   A         B         C         D
2020-01-02 -1.089716 -0.540936  0.456917  0.295272
2020-01-03  0.049215 -1.182454 -0.294177 -0.698877

# 整列切片
print(df.iloc[:, 1:3])

# 輸出結果
                   B         C
2020-01-01  1.603827  1.152969
2020-01-02 -0.540936  0.456917
2020-01-03 -1.182454 -0.294177
2020-01-04 -0.777637  0.824364
2020-01-05 -0.173959 -1.140222
2020-01-06  0.525035 -1.076101

同樣,我們通過 iloc 也可以直接選擇一個標量值:

# 獲取某個標量值 同上
print(df.iloc[1, 1])

# 結果如下
-0.540936460611594

at 和 iat

at 和 iat 都是用來訪問單個元素的,而且他們的訪問速度要快於上面的 loc 和 iloc 。

at 使用方法與 loc 類似,示例如下:

print(df.at[dates[0], 'A'])

# 輸出結果
-0.06547653622759132

iat 對於 iloc 的關係就像 at 對於 loc 的關係,示例如下:

print(df.iat[1, 1])

# 輸出結果
-0.540936460611594

其他

我們還可以使用一些判斷條件來選擇資料,如用單列的值選擇資料,示例如下:

print(df[df.A > 0])

# 輸出結果
                   A         B         C         D
2020-01-03  0.049215 -1.182454 -0.294177 -0.698877

上面這個示例是輸出的所有 A 列大於 0 的資料。

還有直接使用整個 df 做判斷的,示例如下:

print(df[df < 0])

# 輸出結果
                   A         B         C         D
2020-01-01 -0.065477       NaN       NaN       NaN
2020-01-02 -1.089716 -0.540936       NaN       NaN
2020-01-03       NaN -1.182454 -0.294177 -0.698877
2020-01-04 -0.017615 -0.777637       NaN       NaN
2020-01-05 -0.910402 -0.173959 -1.140222 -0.662615
2020-01-06 -0.008887       NaN -1.076101 -0.862407

示例程式碼

老規矩,所有的示例程式碼都會上傳至程式碼管理倉庫 Github 和 Gitee 上,方便大家取用。

示例程式碼-Github

示例程式碼-Gitee

參考

https://www.pypandas.cn/docs/getting_started/10min.h