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将数据帧转换为基于一列的转置/透视[重复]

  •  0
  • Stan  · 技术社区  · 7 年前
    • 我该如何旋转?
    • 这是支点吗?
    • 长格式到宽格式?

    我见过很多关于透视表的问题。即使他们不知道他们询问的是数据透视表,他们通常也是这样。这几乎是不可能写一个规范的问题和答案,包括所有方面的旋转。。。

    ... 但我要试一试。


    现有问题和答案的问题是,问题往往集中在一个细微差别上,OP很难概括,以便使用一些现有的好答案。然而,没有一个答案试图给出一个全面的解释(因为这是一项艰巨的任务)

    google search

    1. How to pivot a dataframe in Pandas?
    • 很好的问答。但答案只回答了具体问题,几乎没有解释。
    1. pandas pivot table to data frame
    • 在这个问题中,OP与pivot的输出有关。也就是柱子的样子。OP希望它看起来像R。这对熊猫用户不是很有帮助。
    1. pandas pivoting a dataframe, duplicate rows
    • 另一个体面的问题,但答案集中在一个方法,即 pd.DataFrame.pivot

    所以每当有人搜索 pivot


    安装程序

    import numpy as np
    import pandas as pd
    from numpy.core.defchararray import add
    
    np.random.seed([3,1415])
    n = 20
    
    cols = np.array(['key', 'row', 'item', 'col'])
    arr1 = (np.random.randint(5, size=(n, 4)) // [2, 1, 2, 1]).astype(str)
    
    df = pd.DataFrame(
        add(cols, arr1), columns=cols
    ).join(
        pd.DataFrame(np.random.rand(n, 2).round(2)).add_prefix('val')
    )
    print(df)
    
         key   row   item   col  val0  val1
    0   key0  row3  item1  col3  0.81  0.04
    1   key1  row2  item1  col2  0.44  0.07
    2   key1  row0  item1  col0  0.77  0.01
    3   key0  row4  item0  col2  0.15  0.59
    4   key1  row0  item2  col1  0.81  0.64
    5   key1  row2  item2  col4  0.13  0.88
    6   key2  row4  item1  col3  0.88  0.39
    7   key1  row4  item1  col1  0.10  0.07
    8   key1  row0  item2  col4  0.65  0.02
    9   key1  row2  item0  col2  0.35  0.61
    10  key2  row0  item2  col1  0.40  0.85
    11  key2  row4  item1  col2  0.64  0.25
    12  key0  row2  item2  col3  0.50  0.44
    13  key0  row4  item1  col4  0.24  0.46
    14  key1  row3  item2  col3  0.28  0.11
    15  key0  row3  item1  col1  0.31  0.23
    16  key0  row0  item2  col3  0.86  0.01
    17  key0  row4  item0  col3  0.64  0.21
    18  key2  row2  item2  col0  0.13  0.45
    19  key0  row2  item0  col4  0.37  0.70
    

    问题

    1. ValueError: Index contains duplicate entries, cannot reshape

    2. 我该如何旋转 df 以至于 col 值是列, row 值是指数和平均值 val0 价值观是什么?

       col   col0   col1   col2   col3  col4
       row                                  
       row0  0.77  0.605    NaN  0.860  0.65
       row2  0.13    NaN  0.395  0.500  0.25
       row3   NaN  0.310    NaN  0.545   NaN
       row4   NaN  0.100  0.395  0.760  0.24
      
    3. 我该如何旋转 测向 以至于 值是列, 瓦尔0 是值,缺少的值是 0

       col   col0   col1   col2   col3  col4
       row                                  
       row0  0.77  0.605  0.000  0.860  0.65
       row2  0.13  0.000  0.395  0.500  0.25
       row3  0.00  0.310  0.000  0.545  0.00
       row4  0.00  0.100  0.395  0.760  0.24
      
    4. 我能买点别的吗 mean ,也许吧 sum

       col   col0  col1  col2  col3  col4
       row                               
       row0  0.77  1.21  0.00  0.86  0.65
       row2  0.13  0.00  0.79  0.50  0.50
       row3  0.00  0.31  0.00  1.09  0.00
       row4  0.00  0.10  0.79  1.52  0.24
      
    5. 我可以一次多做一次聚合吗?

              sum                          mean                           
       col   col0  col1  col2  col3  col4  col0   col1   col2   col3  col4
       row                                                                
       row0  0.77  1.21  0.00  0.86  0.65  0.77  0.605  0.000  0.860  0.65
       row2  0.13  0.00  0.79  0.50  0.50  0.13  0.000  0.395  0.500  0.25
       row3  0.00  0.31  0.00  1.09  0.00  0.00  0.310  0.000  0.545  0.00
       row4  0.00  0.10  0.79  1.52  0.24  0.00  0.100  0.395  0.760  0.24
      
    6. 我可以聚合多个值列吗?

             val0                             val1                          
       col   col0   col1   col2   col3  col4  col0   col1  col2   col3  col4
       row                                                                  
       row0  0.77  0.605  0.000  0.860  0.65  0.01  0.745  0.00  0.010  0.02
       row2  0.13  0.000  0.395  0.500  0.25  0.45  0.000  0.34  0.440  0.79
       row3  0.00  0.310  0.000  0.545  0.00  0.00  0.230  0.00  0.075  0.00
       row4  0.00  0.100  0.395  0.760  0.24  0.00  0.070  0.42  0.300  0.46
      
    7. 可以按多列细分吗?

       item item0             item1                         item2                   
       col   col2  col3  col4  col0  col1  col2  col3  col4  col0   col1  col3  col4
       row                                                                          
       row0  0.00  0.00  0.00  0.77  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.605  0.86  0.65
       row2  0.35  0.00  0.37  0.00  0.00  0.44  0.00  0.00  0.13  0.000  0.50  0.13
       row3  0.00  0.00  0.00  0.00  0.31  0.00  0.81  0.00  0.00  0.000  0.28  0.00
       row4  0.15  0.64  0.00  0.00  0.10  0.64  0.88  0.24  0.00  0.000  0.00  0.00
      
    8.  item      item0             item1                         item2                  
       col        col2  col3  col4  col0  col1  col2  col3  col4  col0  col1  col3  col4
       key  row                                                                         
       key0 row0  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.86  0.00
            row2  0.00  0.00  0.37  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.50  0.00
            row3  0.00  0.00  0.00  0.00  0.31  0.00  0.81  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00
            row4  0.15  0.64  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.24  0.00  0.00  0.00  0.00
       key1 row0  0.00  0.00  0.00  0.77  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.81  0.00  0.65
            row2  0.35  0.00  0.00  0.00  0.00  0.44  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.13
            row3  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.28  0.00
            row4  0.00  0.00  0.00  0.00  0.10  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00
       key2 row0  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.40  0.00  0.00
            row2  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.13  0.00  0.00  0.00
            row4  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.64  0.88  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00
      
    9. 我是否可以聚合列和行同时出现的频率,即“交叉制表”?

       col   col0  col1  col2  col3  col4
       row                               
       row0     1     2     0     1     1
       row2     1     0     2     1     2
       row3     0     1     0     2     0
       row4     0     1     2     2     1
      
    10. 如何通过仅以两列为轴将数据帧从长帧转换为宽帧?鉴于,

      np.random.seed([3, 1415])
      df2 = pd.DataFrame({'A': list('aaaabbbc'), 'B': np.random.choice(15, 8)})        
      df2        
         A   B
      0  a   0
      1  a  11
      2  a   2
      3  a  11
      4  b  10
      5  b  10
      6  b  14
      7  c   7
      

      期望值应该类似于

            a     b    c
      0   0.0  10.0  7.0
      1  11.0  10.0  NaN
      2   2.0  14.0  NaN
      3  11.0   NaN  NaN
      
    11. 之后如何将多个索引展平为单个索引

         1  2   
         1  1  2        
      a  2  1  1
      b  2  1  0
      c  1  0  0
      

         1|1  2|1  2|2               
      a    2    1    1
      b    2    1    0
      c    1    0    0
      
    0 回复  |  直到 5 年前
        1
  •  1
  •   Mykola Zotko    5 年前

    我们先回答第一个问题:

    为什么我会 ValueError: Index contains duplicate entries, cannot reshape

    columns index 具有重复项的对象。可以使用不同的方法来执行透视。它们中的一些不太适合在有重复的键的情况下被要求旋转。例如。考虑 pd.DataFrame.pivot row col

    df.duplicated(['row', 'col']).any()
    
    True
    

    pivot 使用

    df.pivot(index='row', columns='col', values='val0')
    

    我得到上面提到的错误。事实上,当我尝试执行相同的任务时,我会遇到相同的错误:

    df.set_index(['row', 'col'])['val0'].unstack()
    

    下面是一个我们可以用来支点的习语列表

    1. pd.DataFrame.groupby + pd.DataFrame.unstack
      • 很好的一般方法做任何类型的枢轴
      • unstack 要在列索引中的级别。
    2. pd.DataFrame.pivot_table
      • groupby
    3. pd.DataFrame.set_index +
      • 方便和直观的一些(包括我自己)。无法处理重复的分组键。
      • 类似于 子句
    4. pd.DataFrame.pivot
      • 非常类似于 set_index 因为它共享重复密钥限制。API也非常有限。它只需要标量值 指数 values .
      • 类似于 pivot_table 方法中,我们选择要透视的行、列和值。但是,我们无法聚合,如果行或列不唯一,此方法将失败。
    5. pd.crosstab
      • 这是 数据透视表 在它最纯粹的形式是最直观的方式来执行几个任务。
    6. pd.factorize np.bincount
    7. pd.get_dummies + pd.DataFrame.dot
      • 我用它巧妙地执行交叉制表。

    示例

    我接下来要做的是用 . 然后我将提供执行相同任务的替代方案。

    问题3

    我该如何旋转 df 值是列, 值是指 val0 是值,缺少的值是 0 ?

    • pd.DataFrame.pivot\表

      • fill_value 默认情况下不设置。我倾向于适当地设置它。在这种情况下,我把它设置为 . 注意我跳过了 问题2 填充\u值
      • aggfunc='mean'

        df.pivot_table(
            values='val0', index='row', columns='col',
            fill_value=0, aggfunc='mean')
        
        col   col0   col1   col2   col3  col4
        row                                  
        row0  0.77  0.605  0.000  0.860  0.65
        row2  0.13  0.000  0.395  0.500  0.25
        row3  0.00  0.310  0.000  0.545  0.00
        row4  0.00  0.100  0.395  0.760  0.24
        
    • pd.DataFrame.groupby组

      df.groupby(['row', 'col'])['val0'].mean().unstack(fill_value=0)
      
    • pd.交叉表

      pd.crosstab(
          index=df['row'], columns=df['col'],
          values=df['val0'], aggfunc='mean').fillna(0)
      

    问题4

    mean sum ?

    • df.pivot_table(
          values='val0', index='row', columns='col',
          fill_value=0, aggfunc='sum')
      
      col   col0  col1  col2  col3  col4
      row                               
      row0  0.77  1.21  0.00  0.86  0.65
      row2  0.13  0.00  0.79  0.50  0.50
      row3  0.00  0.31  0.00  1.09  0.00
      row4  0.00  0.10  0.79  1.52  0.24
      
    • pd.DataFrame.groupby组

      df.groupby(['row', 'col'])['val0'].sum().unstack(fill_value=0)
      
    • pd.交叉表

      pd.crosstab(
          index=df['row'], columns=df['col'],
          values=df['val0'], aggfunc='sum').fillna(0)
      

    我可以一次多做一次聚合吗?

    注意,对于 数据透视表 crosstab groupby.agg 能够为有限数量的特殊函数获取字符串。 groupby.agg 也可以使用我们传递给其他人的相同的可调用函数,但是利用字符串函数名通常更有效,因为这样可以提高效率。

    • df.pivot_table(
          values='val0', index='row', columns='col',
          fill_value=0, aggfunc=[np.size, np.mean])
      
           size                      mean                           
      col  col0 col1 col2 col3 col4  col0   col1   col2   col3  col4
      row                                                           
      row0    1    2    0    1    1  0.77  0.605  0.000  0.860  0.65
      row2    1    0    2    1    2  0.13  0.000  0.395  0.500  0.25
      row3    0    1    0    2    0  0.00  0.310  0.000  0.545  0.00
      row4    0    1    2    2    1  0.00  0.100  0.395  0.760  0.24
      
    • pd.DataFrame.groupby组

      df.groupby(['row', 'col'])['val0'].agg(['size', 'mean']).unstack(fill_value=0)
      
    • pd.交叉表

      pd.crosstab(
          index=df['row'], columns=df['col'],
          values=df['val0'], aggfunc=[np.size, np.mean]).fillna(0, downcast='infer')
      

    我可以聚合多个值列吗?

    • 我们通过了 values=['val0', 'val1'] 但我们完全可以不谈这个

      df.pivot_table(
          values=['val0', 'val1'], index='row', columns='col',
          fill_value=0, aggfunc='mean')
      
            val0                             val1                          
      col   col0   col1   col2   col3  col4  col0   col1  col2   col3  col4
      row                                                                  
      row0  0.77  0.605  0.000  0.860  0.65  0.01  0.745  0.00  0.010  0.02
      row2  0.13  0.000  0.395  0.500  0.25  0.45  0.000  0.34  0.440  0.79
      row3  0.00  0.310  0.000  0.545  0.00  0.00  0.230  0.00  0.075  0.00
      row4  0.00  0.100  0.395  0.760  0.24  0.00  0.070  0.42  0.300  0.46
      
    • pd.DataFrame.groupby组

      df.groupby(['row', 'col'])['val0', 'val1'].mean().unstack(fill_value=0)
      

    问题7

    可以按多列细分吗?

    • df.pivot_table(
          values='val0', index='row', columns=['item', 'col'],
          fill_value=0, aggfunc='mean')
      
      item item0             item1                         item2                   
      col   col2  col3  col4  col0  col1  col2  col3  col4  col0   col1  col3  col4
      row                                                                          
      row0  0.00  0.00  0.00  0.77  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.605  0.86  0.65
      row2  0.35  0.00  0.37  0.00  0.00  0.44  0.00  0.00  0.13  0.000  0.50  0.13
      row3  0.00  0.00  0.00  0.00  0.31  0.00  0.81  0.00  0.00  0.000  0.28  0.00
      row4  0.15  0.64  0.00  0.00  0.10  0.64  0.88  0.24  0.00  0.000  0.00  0.00
      
    • pd.DataFrame.groupby组

      df.groupby(
          ['row', 'item', 'col']
      )['val0'].mean().unstack(['item', 'col']).fillna(0).sort_index(1)
      

    问题8

    • pd.DataFrame.pivot\表

      df.pivot_table(
          values='val0', index=['key', 'row'], columns=['item', 'col'],
          fill_value=0, aggfunc='mean')
      
      item      item0             item1                         item2                  
      col        col2  col3  col4  col0  col1  col2  col3  col4  col0  col1  col3  col4
      key  row                                                                         
      key0 row0  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.86  0.00
           row2  0.00  0.00  0.37  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.50  0.00
           row3  0.00  0.00  0.00  0.00  0.31  0.00  0.81  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00
           row4  0.15  0.64  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.24  0.00  0.00  0.00  0.00
      key1 row0  0.00  0.00  0.00  0.77  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.81  0.00  0.65
           row2  0.35  0.00  0.00  0.00  0.00  0.44  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.13
           row3  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.28  0.00
           row4  0.00  0.00  0.00  0.00  0.10  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00
      key2 row0  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.40  0.00  0.00
           row2  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.13  0.00  0.00  0.00
           row4  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00  0.64  0.88  0.00  0.00  0.00  0.00  0.00
      
    • pd.DataFrame.groupby组

      df.groupby(
          ['key', 'row', 'item', 'col']
      )['val0'].mean().unstack(['item', 'col']).fillna(0).sort_index(1)
      
    • 因为键集对于行和列都是唯一的

      df.set_index(
          ['key', 'row', 'item', 'col']
      )['val0'].unstack(['item', 'col']).fillna(0).sort_index(1)
      

    问题9

    我是否可以聚合列和行同时出现的频率,即“交叉制表”?

    • df.pivot_table(index='row', columns='col', fill_value=0, aggfunc='size')
      
          col   col0  col1  col2  col3  col4
      row                               
      row0     1     2     0     1     1
      row2     1     0     2     1     2
      row3     0     1     0     2     0
      row4     0     1     2     2     1
      
    • pd.DataFrame.groupby组

      df.groupby(['row', 'col'])['val0'].size().unstack(fill_value=0)
      
    • pd.交叉表

      pd.crosstab(df['row'], df['col'])
      
    • pd.因式分解 + np.bin计数

      # get integer factorization `i` and unique values `r`
      # for column `'row'`
      i, r = pd.factorize(df['row'].values)
      # get integer factorization `j` and unique values `c`
      # for column `'col'`
      j, c = pd.factorize(df['col'].values)
      # `n` will be the number of rows
      # `m` will be the number of columns
      n, m = r.size, c.size
      # `i * m + j` is a clever way of counting the 
      # factorization bins assuming a flat array of length
      # `n * m`.  Which is why we subsequently reshape as `(n, m)`
      b = np.bincount(i * m + j, minlength=n * m).reshape(n, m)
      # BTW, whenever I read this, I think 'Bean, Rice, and Cheese'
      pd.DataFrame(b, r, c)
      
            col3  col2  col0  col1  col4
      row3     2     0     0     1     0
      row2     1     2     1     0     2
      row0     1     0     1     2     1
      row4     2     2     0     1     1
      
    • pd.get_dummies(df['row']).T.dot(pd.get_dummies(df['col']))
      
            col0  col1  col2  col3  col4
      row0     1     2     0     1     1
      row2     1     0     2     1     2
      row3     0     1     0     2     0
      row4     0     1     2     2     1
      

    问题10

    柱?

    第一步是为每一行分配一个数字-该数字将是数据透视结果中该值的行索引。这是通过使用 GroupBy.cumcount :

    df2.insert(0, 'count', df.groupby('A').cumcount())
    df2
    
       count  A   B
    0      0  a   0
    1      1  a  11
    2      2  a   2
    3      3  a  11
    4      0  b  10
    5      1  b  10
    6      2  b  14
    7      0  c   7
    

    第二步是使用新创建的列作为要调用的索引 DataFrame.pivot .

    df2.pivot(*df)
    # df.pivot(index='count', columns='A', values='B')
    
    A         a     b    c
    count                 
    0       0.0  10.0  7.0
    1      11.0  10.0  NaN
    2       2.0  14.0  NaN
    3      11.0   NaN  NaN
    

    问题11

    之后如何将多个索引展平为单个索引 枢轴

    如果 类型 object 带字符串 join

    df.columns = df.columns.map('|'.join)
    

    其他的 format

    df.columns = df.columns.map('{0[0]}|{0[1]}'.format)