Python pandas & numpy 笔记

记性不好，多记录些常用的东西,真·持续更新中：：
先列出一些常用的网址:

• 参考了的 莫烦python
• pandas DOC

• numpy DOC

• matplotlib 常用

习惯上我们如此导入:

import pandas as pd
import numpy as np
import maplotlib.pyplot as plt

pandas 篇

pd.Series是一种一维的数组结构，可以列表形式初始化，得到的Series的index默认∈[0,n)

s = pd.Series([1, 3, 5, np.nan, 6, 8])

pandas的index、columns用list初始化，具体内容用矩阵初始化DataFrame：

pd.date_range('20160101',periods=6)
df=pd.DataFrame(np.random.randn(6,4),index=dates,columns=['a','b','c','d'])

dates = pd.date_range('20190101', periods=6)
df = pd.DataFrame(np.random.randn(6, 4), index=dates, columns=list('ABCD'))

查看数据：

# 查看前n行 后n行
df.head(n)     df.tail(n)
# 查看快速统计摘要，注意describe也是一个df
df.describe()
# 转置 按轴排序(0x1y)，按列'B'的值排序
df.T
df.sort_index(axis=1, ascending=False)
df.sort_values(by='B')

选择数据

# 选择独列 [0,3)行 [0,3)列
df['A']    df[0:3]  df.iloc[;, [0, 1, 2]]
# 选择A B列还可以：
df.loc[:, ['A', 'B']]
# 获取dates[0]行的'A'列
df.loc[dates[0], 'A']
# loc前面加i表示利用数字而非名称来操作，比如取第3列
df.iloc[3]
# 比如取[3, 5)行的[0, 2)列:
df.iloc[3:5, 0:2]
# 行与列的切片:
df.iloc[1:3, :]  和 df.iloc[:, 1:3]
# 布尔索引 A列>0者， E列元素为'two' 或者 'four' 者
df[df.A > 0]   和 df[df['E'].isin(['two', 'four'])]
# 利用numpy 设置一组值
df.loc[:, 'D'] = np.array([5] * len(df))
# 利用where对某些值进行处理，比如大于0的取反
df[df>0] = -df
# 缺失数据的操作
df.dropna(how='any') 或者 df.fillna(value=5)
# 在不同轴上进行统计，mean是均值，一样0x1y
df.mean()   或者 df.mean(1)
# 数据应用于数据，例如累加，或者是lamda表达式
df.apply(np.cumsum)  或 df.apply(lambda x: x.max() - x.min())
# 排序数据

df.sort_values(by='columnsName')

# 单独设置某一列的属性

df[['ISP']] = df[['ISP']].astype(int)

合并操作

# 如果是df组成的List，直接可以concat
pieces = [df1, df2, df3]
# ig..index 决定是否要重置index
pd.concat(pieces, ignore_index=True)，注意要列同质
# SQL风格的merge 类似于Join连接
pd.merge(left, right, on='key')
# 尾随hh 是往后面添加，用appen，注意参数ignore_index=True才会重排index
df1.append(df2, ignore_index=True)

###### Grouping操作 和 Pivot 表
df.groupby('A') 或者多个的话 df.groupby(['A', 'B'])
pd.pivot_table(df, values='D', index=['A', 'B'], columns=['C'])

处理丢失数据

# 直接去掉nan所在的行or列，干脆利落
df.dropna(
    axis=0, # 行0列1
    how='any' # any但凡有nan就弃，all必须全nan才弃
)
# 填充
df.fillna(value=0)
# 判断是否有缺失数据，返回一个T/F的df
df.isnull()
# 判断是否有NaN，有就返回True
np.any(df.isnull()) == True

数据导入导出系列

import pandas as pd
# 读写csv，header决定是否有colums列说明
data = pd.read_csv('xxx.csv', header=None)
# sep是数据分隔的标记，默认是逗号
# index是否保留索引 默认保留
df.to_csv('xxx.csv', index=False, header=False, sep='?')
# 其它有用的参数有：
# na_rep="NA" 空值替换，默认是空格
# fload_format="%.2f" 数据保留2位小数
# 保留某些列而已 columns=['name', 'sex']
# 保存到pickle
data.to_pickle('xxx.pickle')

numpy 篇

# 创建数组
a = np.array([1,2,4])
# 指定数据类型 dtype
a = np.array([1,2,3]), dtype=np.float)
# 创建初始化好的x行y列的数组，如全0，全1等
np.zeros((x,y), dtype=np.int)  和 np.ones((x,y)), np.empty((x,y))
# 创建连续数组arange，1到100,步长为2
np.arange(1, 100, 2)
# reshape改变数据形状，注意要匹配得上
np.arange(15).reshape(3,5)
# linspace创建线形数据 [1,100]分成50份
np.linspace(1, 100, 50)

至于运算：

# 加减乘除都是点对点的，直接写就ok，比如
a-b  或者 a * b等
# 矩阵元素要乘方，用**，比如b^2
b**2
# 对数据进行逻辑判断，返回的是一个对应各个元素的True False组成的array
b < 3
# 矩阵点乘，随机矩阵，求sum min max
a.dot(b) 或者 np.dot(a, b)
np.random.random((2,4))
a.sum()  或 a.min() 或 a.max

Numpy array 合并

# 假设有np.array([1,1,1])和np.array([2,2,2])
np.vstack((A,B))  # [[1,1,1] [2,2,2]] vertival stack
np.hstack((A,B)) $ [1,1,1,2,2,2] horizontal stack
# array的转置，因为他不是矩阵，所以：
print(A[np.newaxis,;]) #[[1 1 1]]
print(A[np.newaxis,;].shape) # (1,3)
print(A[:,np.newaxis])
"""
[[1]
[1]
[1]]

"""
print(A[:,np.newaxis].shape)
# concatenate 函数会更统一一些，axis取0是成列，1成行
C.np.concatenate((A,B,B,A), axis=0)
D.np.concatenate((A,B,B,A), axis=1)

numpy的分割

A = np.arange(12).reshape(3,4)) # 3行4列
np.split(A, 2, axis=1) # 2行
np.split(A, 3, axis=3) # 3列
np.array_split(A, 3, axis=1) # 3行，不等量分割 即不均匀
# 方便地且对应地，有vsplit和hsplit
# v竖h横比如vsplit等于split(..., axis=0)
np.vsplit(A,3)

画图篇

# 随机生成1000个数据
data = pd.Series(np.random.randn(1000),index=np.arange(1000))
# 为了方便观看效果, 我们累加这个数据
data.cumsum()
# pandas 数据可以直接观看其可视化形式
data.plot()
plt.show()

# Dataframe里，一列一条线，4条：
data = pd.DataFrame(
    np.random.randn(1000,4),
    index=np.arange(1000),
    columns=list("ABCD"))
data.cumsum()
data.plot()
plt.show()

# 对于经常需要画的dataframe的其他绘图形式：　

df.plot(kind='bar') # 柱状图

df.plot(kind='barh') # 横柱状图

df.plot(kind='bar', stacked=True) # 柱状图堆叠

df.plot(kind='area') 

# 如果想画的是df前10行的,行为x轴的变化:

for i in len(df):

  df.iloc[i].plot(label=str(i))

plt.legend()

plt.show()

具体的画图小技巧可以查这里
pandas除了plot，还有散点图scatter,柱状图bar，直方图hist，箱线图box，密度图kde，二维填充图area等。

说一下散点图scatter，最重要的就是指定x和y

ax=data.plot.scatter(x='A',y='B',color='DarkBlue',label='Class1')
# 将之下这个 data 画在上一个 ax 上面
data.plot.scatter(x='A',y='C',color='LightGreen',label='Class2',ax=ax)
plt.show()

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