基于DataFrame数值相对范围的Python聚合计算教程

本文档详细介绍了如何使用Python和Pandas库，基于DataFrame中特定列的数值范围进行分组聚合计算。通过`groupby`和`transform`函数的结合使用，可以高效地实现按相对范围进行数据求和的需求，并提供示例代码进行演示。

本教程将介绍如何使用 Pandas 在 DataFrame 中执行基于数值相对范围的聚合计算。具体来说，我们将根据 DataFrame 中 'key' 列进行分组，并对每个分组内的 'value' 列，计算落在每个 'value' 值正负0.5范围内的所有 'value' 值的总和。

方法详解

我们将使用 groupby() 和 transform() 函数来实现这一目标。groupby() 函数用于将 DataFrame 按照指定的列进行分组，而 transform() 函数则允许我们对每个分组应用一个函数，并将结果广播回原始 DataFrame。

核心思路是：对于每个分组，遍历该分组内的每个 'value' 值，然后筛选出落在该 'value' 值正负 0.5 范围内的所有 'value' 值，并计算它们的总和。

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代码示例

以下是实现该功能的代码示例：

import pandas as pd

# 示例数据
df = pd.DataFrame({
    'key': ['A', 'A', 'A', 'A', 'A', 'A', 'A', 'B', 'B', 'B', 'B', 'B', 'B', 'B', 'B', 'B', 'C', 'C', 'C', 'C', 'C', 'C', 'C', 'C', 'C'],
    'value': [0.1, 0.244, 0.373, 0.514, 0.663, 0.786, 0.902, 1.01, 1.151, 1.295, 1.434, 1.541, 1.679, 1.793, 1.94, 2.049, 2.164, 2.284, 2.432, 2.533, 2.68, 2.786, 2.906, 3.008, 3.136],
    'desired_ouput': [1.231, 1.894, 2.680, 3.582, 3.482, 3.238, 2.865, 4.890, 6.431, 9.903, 11.843, 10.833, 11.731, 11.731, 9.002, 7.461, 11.462, 12.093, 17.785, 20.793, 21.765, 21.765, 19.481, 17.049, 14.516]
})

# 定义范围参数
N = 0.5

# 使用 groupby 和 transform 进行聚合计算
df["desired_output_2"] = df.groupby("key")["value"].transform(
    lambda values: [
        values[(values > (v - N)) & (values < (v + N))].sum() for v in values
    ],
)

# 打印结果
print(df)

代码解释:

1. 导入 pandas 库: import pandas as pd 导入 pandas 库，并将其别名为 pd。
2. 创建 DataFrame: 使用给定的数据创建一个 DataFrame 对象。
3. 定义范围参数: N = 0.5 定义了数值范围的半宽。
4. 使用 groupby 和 transform 进行聚合计算:
   • df.groupby("key")["value"]: 按照 "key" 列对 DataFrame 进行分组，并选择 "value" 列进行后续操作。
   • .transform(lambda values: ...): 对每个分组应用一个 lambda 函数。
     • lambda values: [...]: 定义一个匿名函数，该函数接受一个 values 参数，该参数是每个分组的 "value" 列的 Series 对象。
     • [values[(values > (v - N)) & (values < (v + N))].sum() for v in values]: 使用列表推导式遍历 values Series 中的每个值 v。
       • values[(values > (v - N)) & (values < (v + N))]: 筛选出 values Series 中落在 v - N 和 v + N 之间的所有值。
       • .sum(): 计算筛选出的值的总和。
   • df["desired_output_2"] = ...: 将计算结果赋值给 DataFrame 的新列 "desired_output_2"。

注意事项

• 性能: 对于大型 DataFrame，此方法的性能可能不是最优的。可以考虑使用更高效的算法或库来提高性能。
• 范围参数: 范围参数 N 的值会直接影响聚合结果。请根据实际需求选择合适的 N 值。
• 边界情况: 需要注意边界情况，例如当 v - N 或 v + N 超出 'value' 列的范围时，可能会导致不正确的结果。

总结

本教程介绍了如何使用 Pandas 在 DataFrame 中执行基于数值相对范围的聚合计算。通过 groupby() 和 transform() 函数的结合使用，可以高效地实现按相对范围进行数据求和的需求。在实际应用中，可以根据具体需求调整范围参数和算法，以获得最佳的性能和结果。

以上就是基于DataFrame数值相对范围的Python聚合计算教程的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！