「干货课程」Pandas入门课程系列3「强烈推荐」

01

回顾

前面介绍了Pandas最重要的两个类：Series和DataFrame，讲述了这两种数据结构常用的属性和操作，比如values，index, columns，索引，Series的增删改查，DataFrame的增删改查，Series实例填充到Pandas中。

02

读入DataFrame实例

读入的方式有很多种，可以是网络 html 爬虫到数据，可以从excel, csv文件读入的，可以是Json的数据，可以从sql库中读入，pandas提供了很方便的读入这些文件的API，以读入excel，csv文件为例：

#读入excel文件

pd.read_excel('filename', Sheet='Sheet1', encoding='utf-8')

#读入csv文件

pd.read_csv('filename', encoding='utf-8')

工作中遇到常见问题及解决措施

1. 读入提示编码问题。此时首先想到读入文件的编码格式，打开excel文件，选择编码为utf-8
2. 读入的第一个参数可以是相对路径，此时直接为文件名，可以是绝对路径。
3. read_excel是静态方法，不是实例方法，所以pd模块可以直接引用。

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DataFrame实例写入到excel和csv文件中

处理读取，当然还有写入，写入API也很简单，准备好了要写入的DataFrame实例后，

#写入excel文件

pd_data.to_excel('test.xls')

#读入csv文件

pd_data.to_csv('test.csv')

构造一个pd_data, 然后写入到excel文件中，

pd_data = pd.DataFrame([[1,2,3],[6,5,4]],columns=list('ABC'))

pd_data.to_excel('pd_data_save.xls')

保存后的文件显示如下：

保存到excel或csv文件中，最经常出现的一个问题：

1. 某些中文字符出现乱码。解决措施，to_csv方法的参数：encoding 设置为'utf_8_sig'. 这种方法应该是比较简洁的解决办法。

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DataFrame遍历Series

读入或内存创建一个DataFrame实例：pd_data后，我们想根据某些条件，按照某个规则，对这些数据进行聚类，那么，一种比较直接的办法便是对pd_data遍历：

for index, seri in pd_data.iterrows():

print('index = %d' %(index)) # index: 行标签

print(seri) # seri : Series实例

输出结果如下，seri是一个Series实例

分享一个面试题，记得当年我面试时，二面的面试官直接问题pd_data.iterrows()返回的对象是什么类型，不知道大家能说的上来吗。用print(type( pd_data.iterrows() ))看下，返回结果 ：generator. 中文名字叫发生器，这是个什么东东？ 它是list吗？我们回顾下发生器的相关知识。

我们大家都熟悉列表，那么创建一个列表有什么问题呢？内存数量总是有限的，列表容量肯定不能超过内存大小。如果创建一个包含100万个元素的列表，不仅占用很大的存储空间，并且假如我们仅仅需要访问前面10%的元素，那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。

如果列表元素中的元素可以按照某种算法推算出来，那是否可以在循环过程中，推算出我们需要的一定数量的元素呢？这样地话，我们就可以灵活地创建需要数量的list，从而节省大量的空间。在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器：generator。最难理解的就是generator和普通函数的执行流程不一样，函数是顺序执行，遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。变成generator的函数，在每次调用next()的时候执行，遇到yield语句返回，再次执行时从上次返回的yield语句处继续执行。

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操作两个DataFrame实例

以上阐述了DataFrame的最基本的操作，接下来，说一个好玩的功能。如果我已知一系列点的坐标，想求出任意两点坐标之间的所有组合。该怎么使用merge接口实现这个功能。

#已知4个点的x,y坐标

s=pd.DataFrame([[1,2.0, 3.0],[2,3.2,1.4],[3,9.0,0.7],[4,3.1,2.9]], columns=['no','x','y'])

s

如何用merge求出任意两点间的所有组合呢？ 结果集的个数应该为4*4=16行的矩阵，具体的实现脚本为：

s1 = s.copy() #复制一份出来

s1.columns = ['s_no', 's_x', 's_y'] #修改列的标签

s2 = s.copy()

s2.columns = ['e_no', 'e_x', 'e_y']

s1.loc[:,'key'] = -1 #添加一个内连接用的标签

s2.loc[:,'key'] = -1

res = s1.merge(s2,left_on='key',right_on='key') #merge默认how=inner内连接方式

res

这样就求得了任意两点之间的所有组合了，接下来，去掉添加的标签key，以及消除s_no和e_no重复的行。

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数据过滤

利用掩码过滤数据是比较常用的，且简洁高效的方法。实现以上过滤，我们可以使用这个技术。

首先，去掉标签key这列，

res = res.drop('key',axis=1) #去掉标签为key的列

先得到掩码，条件为如下，返回的结果为一个Series实例，数据的类型为bool.

mask = res.loc[:,'s_no']!=res.loc[:,'e_no']

mask

接下来，使用如何拿这个Series实例得到最终的矩阵呢？ 直接使用

res = res[ mask ]

# 或 res = res.loc[mask] 都可以

为什么 loc[Series] 也可以呢？ 再看下loc的API文档，可以看出bool数组也是可以的，我们又知道Series是数组和标签字典的组合。

Series.loc

Purely label-location based indexer for selection by label.

.loc[] is primarily label based, but may also be used with a boolean array.

去重后的结果如下：

大家一看，怎么最后一行的标签还是14啊，但是明显行数少了啊， 原来行标签断开了，这不是我们想要的，还是要从0开始连续排序啊。怎么办？

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重置索引

DataFrame和Series实例都有reset_index方法，这是与索引相关的方法，具体实施如下：

res = res.reset_index(drop=True)

res

看下参数drop的含义：

DataFrame.drop : boolean, default False

Do not try to insert index into dataframe columns.This resets the index to the default integer index.

以上总结了:

1. DataFrame的读写操作
2. pd.iterrows返回的类型及生成器的原理
3. DataFrame的两个实例间的操作
4. 一个实战例子，应用了merge，掩码去重，reset_index等