Python数据科学库(四)Pandas(1)

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Python数据科学库(四)Pandas(1)

1. Pandas概述

Pandas的名称来自于面板数据(panel data)和Python数据分析(data analysis),是一个强大的分析结构化数据的工具集,基于NumPy构建,提供了高级数据结构数据操作工具,它是使Python成为强大而高效的数据分析环境的重要因素之一。Pandas主要有以下特点:

  1. 一个强大的分析和操作大型结构化数据集所需的工具集
  2. 基础是NumPy,提供了高性能矩阵的运算
  3. 提供了大量能够快速便捷地处理数据的函数和方法
  4. 应用于数据挖掘,数据分析
  5. 提供数据清洗功能

2. Pandas数据结构

导入Pandas

import pandas as pd

Pandas有两个最主要的数据结构:Series和DataFrame

2.1 Series

Series是一种类似于一维数组的 对象,由一组数据(各种NumPy数据类型)以及一组与之对应的索引(数据标签)组成。其特点如下:

  1. 类似一维数组的对象
  2. 由数据和索引组成:索引(index)在左,数据(values)在右;索引是自动创建的
    索引(index)在左,数据(values)在右
    Python数据科学库(四)Pandas(1)

Series相关操作

通过列表创建Series:

ser_obj = pd.Series(range(10, 20)) #通过列表创建一个series

print(ser_obj.head(3))

print(ser_obj)

print(type(ser_obj))

运行结果如下:

0    10
1    11
2    12
dtype: int64

0    10
1    11
2    12
3    13
4    14
5    15
6    16
7    17
8    18
9    19
dtype: int64

<class 'pandas.core.series.Series'>

获取数据和索引

# 获取数据
print(ser_obj.values)

# 获取索引
print(ser_obj.index)

运行结果如下:

[10 11 12 13 14 15 16 17 18 19]
RangeIndex(start=0, stop=10, step=1) # 索引结果为序号0-10,步长为1

通过索引获取数据

#通过索引获取数据
print(ser_obj[0])
print(ser_obj[8])

运行结果:

10
18

注意:索引与数据的对应关系不被运算所影响:

print(ser_obj * 2)
print(ser_obj > 15)

输出结果如下:

0    20
1    22
2    24
3    26
4    28
5    30
6    32
7    34
8    36
9    38
dtype: int64

0    False
1    False
2    False
3    False
4    False
5    False
6     True
7     True
8     True
9     True
dtype: bool

通过dict构建Series

# 通过dict构建Series
year_data = {2001: 17.8, 2002: 20.1, 2003: 16.5}
ser_obj2 = pd.Series(year_data)
print(ser_obj2.head())
print(ser_obj2.index)

运行结果

2001    17.8
2002    20.1
2003    16.5
dtype: float64
Int64Index([2001, 2002, 2003], dtype='int64')

name属性

对象名:ser_obj.name
对象索引名:ser_obj.index.name

ser_obj2.name = 'temp'
ser_obj2.index.name = 'year'
print(ser_obj2.head())

运行结果:

year
2001    17.8
2002    20.1
2003    16.5
Name: temp, dtype: float64

2.2 DataFrame

DataFrame是一个表格型的数据结构,它含有一组有序的列,每列可以是不同类型的值。DataFrame既有行索引也有列索引,它可以被看做是由Series组成的字典(共用同一个索引),数据是以二维结构存放的。其特点如下:

  1. 类似多维数组/表格数据 (如,excel, R中的data.frame)
  2. 每列数据可以是不同的类型
  3. 索引包括列索引和行索引
    Python数据科学库(四)Pandas(1)

通过ndarray构建DataFrame

import numpy as np

# 通过ndarray构建DataFrame
array = np.random.randn(5,4)
print(array)

df_obj = pd.DataFrame(array)
print(df_obj.head())

输出:

[[ 0.83500594 -1.49290138 -0.53120106 -0.11313932]
 [ 0.64629762 -0.36779941  0.08011084  0.60080495]
 [-1.23458522  0.33409674 -0.58778195 -0.73610573]
 [-1.47651414  0.99400187  0.21001995 -0.90515656]
 [ 0.56669419  1.38238348 -0.49099007  1.94484598]]

          0         1         2         3
0  0.835006 -1.492901 -0.531201 -0.113139
1  0.646298 -0.367799  0.080111  0.600805
2 -1.234585  0.334097 -0.587782 -0.736106
3 -1.476514  0.994002  0.210020 -0.905157
4  0.566694  1.382383 -0.490990  1.944846

通过dict构建DataFrame

# 通过dict构建DataFrame
dict_data = {'A': 1, 
             'B': pd.Timestamp('20170426'),
             'C': pd.Series(1, index=list(range(4)),dtype='float32'),
             'D': np.array([3] * 4,dtype='int32'),
             'E': ["Python","Java","C++","C"],
             'F': 'ITCast' }
#print dict_data
df_obj2 = pd.DataFrame(dict_data)
print(df_obj2)

输出:

  A          B    C  D       E       F
0  1 2017-04-26  1.0  3  Python  ITCast
1  1 2017-04-26  1.0  3    Java  ITCast
2  1 2017-04-26  1.0  3     C++  ITCast
3  1 2017-04-26  1.0  3       C  ITCast

通过列索引获取列数据(Series类型)

# 通过列索引获取列数据
print(df_obj2['A'])
print(type(df_obj2['A']))

print(df_obj2.A)

运行结果如下:

0    1.0
1    1.0
2    1.0
3    1.0
Name: A, dtype: float64
<class 'pandas.core.series.Series'>
0    1.0
1    1.0
2    1.0
3    1.0
Name: A, dtype: float64

增加列数据

# 增加列
df_obj2['G'] = df_obj2['D'] + 4
print(df_obj2.head())

输出:

     A          B    C  D       E       F  G
0  1.0 2017-01-02  1.0  3  Python  ITCast  7
1  1.0 2017-01-02  1.0  3    Java  ITCast  7
2  1.0 2017-01-02  1.0  3     C++  ITCast  7
3  1.0 2017-01-02  1.0  3       C  ITCast  7

删除列

del(df_obj2['G'] )
print(df_obj2.head())

输出:

     A          B    C  D       E       F
0  1.0 2017-01-02  1.0  3  Python  ITCast
1  1.0 2017-01-02  1.0  3    Java  ITCast
2  1.0 2017-01-02  1.0  3     C++  ITCast
3  1.0 2017-01-02  1.0  3       C  ITCast

未经允许不得转载:作者:2236-王同学, 转载或复制请以 超链接形式 并注明出处 拜师资源博客
原文地址:《Python数据科学库(四)Pandas(1)》 发布于2021-10-09

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