Pandas文本数据处理

先初始化数据

import pandas as pd
import numpy as np
index = pd.Index(data=["Tom", "Bob", "Mary", "James", "Andy", "Alice"], name="name")
data = {
"age": [18, 30, np.nan, 40, np.nan, 30],
"city": ["Bei Jing", "Shang Hai", "Guang Zhou", "Shen Zhen", np.nan, " "],
"sex": [None, "male", "female", "male", np.nan, "unknown"],
"birth": ["2000-02-10", "1988-10-17", None, "1978-08-08", np.nan, "1988-10-17"]
}
user_info = pd.DataFrame(data=data, index=index)
user_info["birth"] = pd.to_datetime(user_info.birth)
user_info

为什么要用str属性

　　文本数据也就是我们常说的字符串，Pandas 为 Series 提供了 str 属性，通过它可以方便的对每个元素进行操作。在之前已经了解过，在对 Series 中每个元素处理时，我们可以使用 map 或 apply 方法。

# 将每个城市都转为小写:
user_info.city.map(lambda x: x.lower()) 

　　What？竟然出错了，错误原因是因为 float 类型的对象没有 lower 属性。这是因为缺失值 （np.nan）属于float 类型

　　这时候我们的  str  属性操作来了，来看看如何使用吧

# 将文本转为小写
user_info.city.str.lower()
# 统计每个字符串的长度
user_info.city.str.len() 

替换和分割

替换操作

# 将空字符串替换成下划线：
user_info.city.str.replace(" ", "_")
# 使用正则表达式将所有开头为 S 的城市替换为空字符串：
user_info.city.str.replace("^S.*", " ")

分割操作

# 根据空字符串来分割某一列：
user_info.city.str.split(" ")
"""
name
Tom        [Bei, Jing]
Bob       [Shang, Hai]
Mary     [Guang, Zhou]
James     [Shen, Zhen]
Andy               NaN
Alice             [, ]
Name: city, dtype: object
"""

#分割列表中的元素可以使用  get  或  []  符号进行访问：
user_info.city.str.split(" ").str.get(0)
"""
name
Tom        Bei
Bob      Shang
Mary     Guang
James     Shen
Andy       NaN
Alice
Name: city, dtype: object
"""

user_info.city.str.split(" ").str[1]
"""
name
Tom      Jing
Bob       Hai
Mary     Zhou
James    Zhen
Andy      NaN
Alice
Name: city, dtype: object
"""

# 设置参数  expand=True  可以轻松扩展此项以返回 DataFrame
user_info.city.str.split(" ", expand=True)
"""
　　　　0   　　 1
name
Tom    Bei    Jing
Bob    Shang   Hai
Mary   Guang  Zhou
James  Shen   Zhen
Andy   NaN     NaN
Alice
"""

提取子串

　　从一个长的字符串中提取出子串。

提取第一个匹配的子串

　　extract 只能够匹配出第一个子串，extract 方法接受一个正则表达式并至少包含一个捕获组，指定参数 expand=True 可以保证每次都返回 DataFrame。

　　\s+ ：一个或多个空字符串 
　　(\w+)：分组捕获任意多个字符 
　　(\w+)\s+：在一个或多个空字符串前，分组捕获任意多个字符

# 匹配空字符串前面的所有的字母
user_info.city.str.extract("(\w+)\s+", expand=True)
"""
    　　0
name
Tom    Bei
Bob    Shang
Mary   Guang
James  Shen
Andy   NaN
Alice  NaN
"""

# 如果使用多个组提取正则表达式会返回一个 DataFrame，每个组只有一列。
# 匹配出空字符串前面和后面的所有字母
user_info.city.str.extract("(\w+)\s+(\w+)", expand=True)
"""
   　　 0    　　1
name        　　
Tom    Bei    Jing
Bob    Shang   Hai
Mary   Guang  Zhou
James  Shen   Zhen
Andy   NaN     NaN
Alice  NaN     NaN
"""

匹配所有子串

　　extract 只能够匹配出第一个子串，使用 extractall 可以匹配出所有的子串。

# 将所有组的空白字符串前面的字母都匹配出来
user_info.city.str.extractall("(\w+)\s+")
"""
        　　　　0
name    match
Tom     0    Bei
Bob     0    Shang
Mary    0    Guang
James   0    Shen
"""

测试是否包含子串

　　使用 contains 来测试是否包含子串 --> 布尔值

# 测试城市是否包含子串 'Zh'：
user_info.city.str.contains("Zh")
# 测试是否是以字母 'S' 开头：
user_info.city.str.contains("^S")

生成哑变量

　　这是一个神奇的功能，通过 get_dummies 方法可以将字符串转为哑变量， sep 参数是指定哑变量之间的分隔符

user_info.city.str.get_dummies(sep=" ")

方法摘要

方法	描述
cat()	连接字符串
split()	在分隔符上分割字符串
rsplit()	从字符串末尾开始分隔字符串
get()	索引到每个元素（检索第i个元素）
join()	使用分隔符在系列的每个元素中加入字符串
get_dummies()	在分隔符上分割字符串，返回虚拟变量的DataFrame
contains()	如果每个字符串都包含pattern / regex，则返回布尔数组
replace()	用其他字符串替换pattern / regex的出现
repeat() ）	重复值（s.str.repeat(3)等同于x * 3 t2 )
pad()	将空格添加到字符串的左侧，右侧或两侧
center()	相当于str.center
ljust()	相当于str.ljust
rjust()	相当于str.rjust
zfill()	等同于str.zfill
wrap()	将长长的字符串拆分为长度小于给定宽度的行
slice()	切分Series中的每个字符串
slice_replace()	用传递的值替换每个字符串中的切片
count()	计数模式的发生
startswith()	相当于每个元素的str.startswith(pat)
endswith()	相当于每个元素的str.endswith(pat)
findall()	计算每个字符串的所有模式/正则表达式的列表
match()	在每个元素上调用re.match，返回匹配的组作为列表
extract()	在每个元素上调用re.search，为每个元素返回一行DataFrame，为每个正则表达式捕获组返回一列
extractall()	在每个元素上调用re.findall，为每个匹配返回一行DataFrame，为每个正则表达式捕获组返回一列
len()	计算字符串长度
normalize()	返回Unicode标准格式。相当于unicodedata.normalize