数据分析—Pandas 中的分组聚合Groupby 高阶操作

Pandas 的 groupby() 功能很强大,用好了可以方便的解决很多问题,在数据处理以及日常工作中经常能施展拳脚。

这篇文章适合有pandas基础的同学阅读,更多的会解释调用.mean()时发生了什么,及更多高阶用法。今天,我们一起来领略下 groupby() 的魅力吧。

一、什么是分组聚合?

分组聚合是对数据集进行分类,并在每一组上应用聚合函数或转换函数。如下图理解更清晰:


二、为什么要用分组聚合?

需要计算分组统计,用于报告展示或可视化作图
方便灵活的操作组数据,用其它工具(SQL)会有所限制

三、如何用分组聚合?

1、groupby 基础操作

首先,引入相关 package :

import pandas as pd
import numpy as np

经常用 groupby 对 pandas 中 dataframe 的各列进行统计,包括求和、求均值等。

df = pd.DataFrame({'key1':['a','a','b','d','a'],
                  'key2':['one','two','one','two','one'],
                  'data1':[1,3,3,4,5],
                  'data2':np.random.randint(5)})
df
按key1列分组(groupby),获取data1的均值
按多列进行分组,获取data1的均值
2、分组后选择多列进行计算
3、聚合方法
聚合方法有 size() 和 count()

size 跟 count 的区别:size 计数时包含 NaN 值,而 count 不包含 NaN值

我们测试一下,将df数据集填充几个NaN。数据最终如下图:

df.loc[2:3,['data1','data2']] = np.NaN
df

下面是count()和size()的对比


4、分组运算方法 agg()
可以针对不同的列选用不同的聚合方法
针对某列使用agg()时进行不同的统计运算
针对不同的列应用多种不同的统计方法
5、分组运算方法 apply()
apply() 方法可以应用 lambda 函数,举例如下:
6、分组运算方法 transform()
dfs = pd.DataFrame({'group1' :  ['A', 'A', 'A', 'A',
                                'B', 'B', 'B', 'B'],
                   'group2' : ['C', 'C', 'C', 'D','E', 'E', 'F', 'F'], 
                   'B' :  ['one', np.NaN, np.NaN, np.NaN,
                           np.NaN, 'two', np.NaN, np.NaN],
                   'C':  [np.NaN, 1, np.NaN, np.NaN,np.NaN, np.NaN, np.NaN, 4]})
dfs


上面运算的结果分析:{'group1':'A', 'group2':'C'} 的组合共出现3次,即 index为 0,1,2。对应 "B" 列的值分别是 "one","NaN","NaN",由于 count() 计数时不包括NaN值,因此 {'group1':'A', 'group2':'C'} 的 count 计数值为 1 。

transform() 方法会将该计数值在 dataframe 中所有涉及的 rows 都显示出来(我理解应该就进行广播)

7、将某列数据按数据值分成不同范围段进行分组(groupby)运算

应用场景:按照数据进行自定义范围分组。比如我们将各个年龄段的数据进行划分。这里将 “Age” 列分成三类,有两种方法可以实现:

(a)bins=4

(b)bins=[19, 40, 65, np.inf]

np.random.seed(0)
df = pd.DataFrame({'Age': np.random.randint(20, 70, 100),
                   'Sex': np.random.choice(['Male', 'Female'], 100),
                   'number_of_foo': np.random.randint(1, 20, 100)})
df.head()

在对数据进行分段分组时,可采用cut方法,用bins的方式实现。这种情况一般使用于,对于年龄、分数等数据。


按‘Age’分组范围和性别(sex)进行制作交叉表

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希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,每天进步一点点,加油~

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