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Pandas-二进制操作

互联网 diligentman 2周前 (04-07) 7次浏览

Pandas数据结构之间执行二进制操作,要注意下列两个关键点:

  • 多维(DataFrame)与低维(Series)对象之间的广播机制
  • 计算中的缺失值处理

这两个问题可以同时,但下面我们先介绍怎么分开处理。

匹配/广播机制

DataFrame支持add()、sub()、mul()、div()、radd()、rsub()等方法执行二进制操作。广播机制重点关注输入的Series,通过axis关键字,匹配index或columns即可调用这些函数。

Pandas-二进制操作

还可以用Series对齐多层索引DataFrame的某一层次。

Pandas-二进制操作

Series与Index还支持divmod()内置函数,该函数同时执行向下取整除与模运算,返回两个与左侧类型相同的元组。

divmod还支持元素级运算:

Pandas-二进制操作

缺失值与填充缺失值

Series与DataFrame的算数函数支持fill_value选项,即用指定值替换某个位置的缺失值。比如,两个DataFrame相加,除非两个DataFrame里同一个位置都有缺失值,其相加的和仍为NaN,如果只有一个DataFrame里存在缺失值,则可用fill_value指定一个值来替代NaN,当然,也可以用fillna把NaN替换为想要的值。

Pandas-二进制操作

比较操作

Series与DataFrame还支持eq、ne、lt、gt、le、ge等二进制比较操作的方法:

Pandas-二进制操作

Pandas-二进制操作

这些操作生成一个与左侧输入对象类型相同的Pandas对象,即dtype为bool。boolean对象可用于索引操作。

布尔简化

empty、any、all、bool可以把数据汇总简化至单个布尔值。

Pandas-二进制操作

还可以进一步把上面的结果简化为单个布尔值。

Pandas-二进制操作

通过empty属性,可以验证Pandas对象是否为空。

Pandas-二进制操作

用bool方法验证单元素Pandas对象的布尔值

Pandas-二进制操作

比较对象是否等效

一般情况下,多种方式都能得出相同的结构。以df+df与df*2为例。测试这两种计算方式的结构是否一致,大部分人都会用(df+df==df*2).all(),但是这个表达式的结果时False。

Pandas-二进制操作

布尔型DataFrame df+df==df*2中有False值是因为两个NaN值的比较结果为不相等:

Pandas-二进制操作

为了验证数据是否等效,Series与DataFrame等N维框架提供了equals()方法,用这个方法验证NaN值的结果为相等。

Pandas-二进制操作

但这里要注意Series与DataFrame索引的顺序必须一致,验证结果才能为True。

Pandas-二进制操作

比较array型对象

用标量值与Pandas数据结构对比数据元素非常简单:

Pandas-二进制操作

Pandas还能对比两个等长array对象里的数据元素:

Pandas-二进制操作

对此不等长的Index或Series对象会触发valueError:

Pandas-二进制操作

但是这里的操作与NumPy的广播机制不同:

Pandas-二进制操作

NumPy无法执行广播操作时,返回False:

Pandas-二进制操作

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