本文介绍了在Polars DataFrame中高效复制行的方法，重点讲解了.repeat_by()和.flatten()函数的配合使用。通过示例代码，展示了如何将DataFrame中的每一行复制指定的次数，并最终生成一个新的DataFrame，其中包含重复的行。该方法简洁高效，避免了使用map_elements等复杂操作，提升了数据处理的性能。
在数据分析和处理中，经常会遇到需要复制DataFrame中某些行的情况，例如，在可视化、模拟或数据增强等场景下。Polars是一个高性能的数据处理库，提供了多种方法来操作DataFrame。本文将介绍一种简洁高效的方法，使用.repeat_by()和.flatten()函数来实现行的复制。
使用repeat_by和flatten复制行
Polars提供了一个名为.repeat_by()的表达式，它可以将DataFrame中的每一行重复指定的次数。然而，直接使用.repeat_by()会产生嵌套的列表结构。为了将结果展开成一个标准的DataFrame，我们需要配合使用.flatten()函数。
以下是一个示例，展示了如何使用这两个函数来复制DataFrame中的行：
import polars as pl
df = pl.DataFrame({ "key": [1, 2, 3], "value": [4, 5, 6] })
df = df.select(pl.all().repeat_by(2).flatten())
print(df)代码解释：
- pl.DataFrame({ "key": [1, 2, 3], "value": [4, 5, 6] }): 创建一个包含两列（"key"和"value"）的Polars DataFrame。
-
df.select(pl.all().repeat_by(2).flatten()): 这是核心部分。
- pl.all(): 选择DataFrame中的所有列。
- .repeat_by(2): 将每一行重复2次。 repeat_by 接收一个 pl.Series 或者一个字面量作为参数。在这里，我们直接传入 2，表示每行重复两次。
- .flatten(): 将嵌套的列表结构展开成一个标准的DataFrame。
输出结果：
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shape: (6, 2) ┌─────┬───────┐ │ key ┆ value │ │ --- ┆ --- │ │ i64 ┆ i64 │ ╞═════╪═══════╡ │ 1 ┆ 4 │ │ 1 ┆ 4 │ │ 2 ┆ 5 │ │ 2 ┆ 5 │ │ 3 ┆ 6 │ │ 3 ┆ 6 │ └─────┴───────┘
可以看到，原始DataFrame中的每一行都被复制了一次。
更灵活的复制次数控制
.repeat_by()的参数不仅可以是常量，还可以是一个Series，从而允许对不同的行应用不同的复制次数。
import polars as pl
df = pl.DataFrame({ "key": [1, 2, 3], "value": [4, 5, 6] })
repeat_counts = pl.Series("counts", [1, 2, 3])
df = df.with_columns(repeat_counts = repeat_counts)
df = df.select(pl.all().repeat_by("counts").flatten().drop("counts"))
print(df)在这个例子中，repeat_counts Series指定了每一行应该重复的次数。第一行复制1次，第二行复制2次，第三行复制3次。
输出结果：
shape: (6, 2) ┌─────┬───────┐ │ key ┆ value │ │ --- ┆ --- │ │ i64 ┆ i64 │ ╞═════╪═══════╡ │ 1 ┆ 4 │ │ 2 ┆ 5 │ │ 2 ┆ 5 │ │ 3 ┆ 6 │ │ 3 ┆ 6 │ │ 3 ┆ 6 │ └─────┴───────┘
注意事项
- .repeat_by()和.flatten()通常一起使用，以确保最终结果是一个标准的DataFrame。
- .repeat_by()的参数可以是常量，也可以是一个Series，提供了灵活的复制次数控制。
- 使用.repeat_by()和.flatten()比使用map_elements等方法通常更高效，尤其是在处理大型DataFrame时。
总结
本文介绍了一种在Polars DataFrame中高效复制行的方法，即使用.repeat_by()和.flatten()函数的配合。这种方法简洁高效，避免了使用复杂的map_elements操作，并且可以灵活地控制每一行的复制次数。掌握这种方法可以帮助你更高效地处理数据，提升数据分析和处理的效率。
