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Python中的pandas模塊詳解

 更新時(shí)間:2023年10月18日 09:45:33   作者:hope_wisdom  
在Python中使用pandas模塊,需要先安裝pandas庫,pandas模塊是Python編程語言中用于數(shù)據(jù)處理和分析的強(qiáng)大模塊,它提供了許多用于數(shù)據(jù)操作和清洗的函數(shù),使得數(shù)據(jù)處理和分析變得更為簡單和直觀,本文給大家介紹Python pandas模塊,感興趣的朋友跟隨小編一起看看吧

概述

        在上一節(jié),我們介紹了Python的numpy模塊,包括:多維數(shù)組、數(shù)組索引、數(shù)組操作、數(shù)學(xué)函數(shù)、線性代數(shù)、隨機(jī)數(shù)生成等內(nèi)容。在這一節(jié),我們將介紹Python的pandas模塊。pandas模塊是Python編程語言中用于數(shù)據(jù)處理和分析的強(qiáng)大模塊,它提供了許多用于數(shù)據(jù)操作和清洗的函數(shù),使得數(shù)據(jù)處理和分析變得更為簡單和直觀。

        在Python中使用pandas模塊,需要先安裝pandas庫??梢酝ㄟ^pip命令進(jìn)行安裝:pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple pandas。安裝完成后,就可以在Python腳本中導(dǎo)入pandas模塊,并使用其函數(shù)和方法了。

Series

        Series是一個(gè)一維數(shù)組,它不僅包含數(shù)據(jù),還包含索引。Series可以被看作是一個(gè)字典,其中的索引是鍵,值是數(shù)據(jù)。每個(gè)索引只有一個(gè)對應(yīng)的值,因此Series可以被看作是具有標(biāo)簽化的數(shù)值數(shù)據(jù)。

import pandas as pd
# 創(chuàng)建一個(gè)Series
s = pd.Series([1, 2, 3, 4, 5])
# 輸出:
# 0    1
# 1    2
# 2    3
# 3    4
# 4    5
# dtype: int64
print(s)

        上面的示例代碼創(chuàng)建了一個(gè)包含五個(gè)整數(shù)的Series,默認(rèn)情況下,它的索引是從0開始的整數(shù)。

        當(dāng)然,我們也可以提供一個(gè)列表作為Series的索引和值。

import pandas as pd
# 創(chuàng)建一個(gè)帶有自定義索引和值的Series
index = ['C', 'S', 'D', 'N', 'P']
s = pd.Series([1, 2, 3, 4, 5], index = index)
# 輸出:
# C    1
# S    2
# D    3
# N    4
# P    5
# dtype: int64
print(s)

        我們還可以直接使用字典創(chuàng)建帶有自定義數(shù)據(jù)標(biāo)簽的數(shù)據(jù),pandas會(huì)自動(dòng)把字典的鍵作為數(shù)據(jù)標(biāo)簽,字典的值作為相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

import pandas as pd
# 創(chuàng)建一個(gè)帶有自定義索引和值的Series
s = pd.Series({'C': 1, 'S': 2, 'D': 3, 'N': 4, 'P': 5})
# 輸出:
# C    1
# S    2
# D    3
# N    4
# P    5
# dtype: int64
print(s)

        如果想訪問Series里的數(shù)據(jù),也非常簡單,直接使用中括號(hào)加數(shù)據(jù)標(biāo)簽的方式即可。

import pandas as pd
s = pd.Series([1, 2, 3, 4, 5])
# 訪問第二個(gè)元素,輸出:3
print(s[2])
s = pd.Series({'C': 1, 'S': 2, 'D': 3, 'N': 4, 'P': 5})
# 訪問Key值為'D'的元素,輸出:3
print(s['D'])

        使用Series,結(jié)合pandas強(qiáng)大的數(shù)據(jù)對齊功能,可以讓我們快速對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

import pandas as pd
s1 = pd.Series({'Red': 1, 'Blue': 2, 'Green': 3})
s2 = pd.Series({'Red': 100, 'Blue': 200, 'Green': 300})
s = s1 + s2
# 將兩個(gè)Series進(jìn)行相加,輸出:
# Red      101
# Blue     202
# Green    303
# dtype: int64
print(s)
s1 = pd.Series({'Red': 1, 'Blue': 2, 'Green': 3, 'White': 4})
s2 = pd.Series({'Red': 100, 'Blue': 200, 'Green': 300})
s = s1 + s2
# 數(shù)據(jù)標(biāo)簽不相同的數(shù)據(jù),運(yùn)算后結(jié)果是NaN,輸出:
# Blue     202.0
# Green    303.0
# Red      101.0
# White      NaN
# dtype: float64
print(s)
# 數(shù)據(jù)標(biāo)簽不相同的數(shù)據(jù),調(diào)用add函數(shù),可以設(shè)置默認(rèn)填充值,輸出:
# Blue     202.0
# Green    303.0
# Red      101.0
# White      4.0
# dtype: float64
s = s1.add(s2, fill_value = 0)
print(s)

DataFrame

        DataFrame是一個(gè)二維的表格型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),類似于Excel或數(shù)據(jù)庫中的表。DataFrame中的數(shù)據(jù)可以是不同的數(shù)據(jù)類型,比如:整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串、布爾值等。

import pandas as pd
# 創(chuàng)建DataFrame
data = {'Name': ['Jack', 'Tank', 'John'], 'Age': [20, 21, 19]}
df = pd.DataFrame(data)
# 輸出:
#    Name  Age
# 0  Jack   20
# 1  Tank   21
# 2  John   19
print(df)

        使用DataFrame,我們可以很方便地對表中的行、列進(jìn)行增刪改查等操作。使用df['column_name']可以查看指定列的數(shù)據(jù);使用df.iloc[row_number]可以查看指定行的數(shù)據(jù);使用df.loc[row_label]可以基于標(biāo)簽訪問指定行的數(shù)據(jù);使用df[condition]可以篩選出滿足條件的數(shù)據(jù):使用df['new_column'] = values可以添加一個(gè)新列;使用del df['column_name']可以刪除一列。

import pandas as pd
# 創(chuàng)建DataFrame
data = {'Name': ['Jack', 'Tank', 'John'], 'Age': [20, 21, 19]}
df = pd.DataFrame(data)
# 輸出:
#    Name  Age
# 0  Jack   20
# 1  Tank   21
# 2  John   19
print(df)
df = pd.DataFrame(data, index = ['First', 'Second', 'Third'])
# 指定自定義索引,輸出:
#         Name  Age
# First   Jack   20
# Second  Tank   21
# Third   John   19
print(df)
# 訪問列數(shù)據(jù),輸出:
# First     Jack
# Second    Tank
# Third     John
# Name: Name, dtype: object
print(df['Name'])
# 根據(jù)行索引訪問行數(shù)據(jù),輸出:
# Name    John
# Age       19
# Name: Third, dtype: object
print(df.iloc[2])
# 根據(jù)行標(biāo)簽訪問行數(shù)據(jù),輸出:
# Name    John
# Age       19
# Name: Third, dtype: object
print(df.loc['Third'])
df['Age'] = [22, 18, 20]
# 修改列數(shù)據(jù),輸出:
#         Name  Age
# First   Jack   22
# Second  Tank   18
# Third   John   20
print(df)
df['Gender'] = ['M', 'F', 'F']
# 新增列數(shù)據(jù),輸出:
#         Name  Age Gender
# First   Jack   22      M
# Second  Tank   18      F
# Third   John   20      F
print(df)
del df['Gender']
# 刪除列數(shù)據(jù),輸出:
#         Name  Age
# First   Jack   22
# Second  Tank   18
# Third   John   20
print(df)
# 篩選出年齡大于20的數(shù)據(jù),輸出:
#        Name  Age
# First  Jack   22
print(df[df['Age'] > 20])

數(shù)據(jù)讀取和寫入

        使用pandas,可以方便地讀取和寫入各種數(shù)據(jù)格式,比如:CSV、Excel、SQL數(shù)據(jù)庫等。我們以CSV文件的讀寫為例,來理解CSV表格數(shù)據(jù)的讀取和寫入。

import pandas as pd
# 創(chuàng)建DataFrame
data = {'Name': ['Jack', 'Tank', 'John'], 'Age': [20, 21, 19]}
df = pd.DataFrame(data)
# 將DataFrame寫入CSV文件
df.to_csv('output.csv', index = False)

        在上面的示例代碼中,我們首先創(chuàng)建了一個(gè)名為df的DataFrame,然后使用to_csv函數(shù)將其寫入一個(gè)名為output.csv的CSV文件中。我們將index參數(shù)設(shè)置為False,以避免將DataFrame的索引寫入CSV文件。

        to_csv函數(shù)還有其他一些可選參數(shù),包括:

        sep:用于指定CSV文件中的分隔符,默認(rèn)是逗號(hào)。

        header:用于指定是否將DataFrame的列名寫入CSV文件中,默認(rèn)為True。

        encoding:用于指定文件的編碼格式,默認(rèn)為UTF-8。

        compression:用于指定文件的壓縮格式,默認(rèn)為None。

        在下面的示例代碼中,我們讀取了上面保存的名為output.csv的CSV文件,并將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)pandas DataFrame。

import pandas as pd
# 從CSV文件讀取 
df = pd.read_csv('output.csv')
# 輸出:
#    Name  Age
# 0  Jack   20
# 1  Tank   21
# 2  John   19
print(df)

        read_csv函數(shù)還有其他一些可選參數(shù),包括:

        sep:指定分隔符,默認(rèn)為逗號(hào)。

        header:指定行號(hào)作為列名,默認(rèn)為0。

        index_col:將一列或多列設(shè)為DataFrame的索引。

        usecols:返回的列的子集,可以是一個(gè)列表或函數(shù)。

        dtype:為每一列設(shè)置數(shù)據(jù)類型。

        skiprows:跳過指定的行數(shù)或行號(hào)。

        na_values:用于識(shí)別空值的字符串或字符串列表。

        keep_default_na:是否保留默認(rèn)的識(shí)別空值的字符串。

到此這篇關(guān)于 Python中的pandas模塊的文章就介紹到這了,更多相關(guān) Python pandas模塊內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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