Pandas之DataFrame详解

二维数据，Series容器，既有行索引，又有列索引

1. 创建DataFrame

1.1 通过list 创建DataFrame

需要指定 data，index 行，columns 列

指定data和index/columns是list类型或者 np.arange

df1 = pd.DataFrame(data=[[1, 2, 3], [11, 12, 13]], index=['r_1', 'r_2'], columns=['A', 'B', 'C'])
df2 = pd.DataFrame(data=[[1], [11]], index=['r_1', 'r_2'], columns=['A'])
df3 = pd.DataFrame(data=np.arange(12).reshape(3, 4), index=list("abc"), columns=list("ABCD"))
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A B C

r_1 1 2 3 r_2 11 12 13

A r_1 1 r_2 11

A B C D a 0 1 2 3 b 4 5 6 7 c 8 9 10 11

1.2 通过字典，创建DataFrame

1.2.1 方式一：传入单个字典，注意必须是一键多值（单值的时候，也必须加上[]）

dict = {"name": ["jack", "HanMeimei"], "age": ["100", "100"]}
# dict = {"name": "jack", "age": "100"}#这样写是会报错的
# dict = {"name":["jack"], "age": ["100"]}#如果是单值，必须加[]
df3 = pd.DataFrame(dict, index=list("ab"))
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age age1 name

a 100.0 NaN MaYun1 b 100.0 NaN MaYun2 c NaN 100.0 MaYun3

1.2.2 方式二：传入字典列表，每一个字典是一行数据，缺少的列会补充nan

dict = [{"name": "MaYun1", "age": 100}, {"name": "MaYun2", "age": 100}, {"name": "MaYun3", "age1": 100}]
# dict = {"name": "jack", "age": "100"}
df4 = pd.DataFrame(dict, index=list("abc"))
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2. DataFrame基本属性

dict = {"name": ["jack", "HanMeimei", "Lucy"], "age": ["100", "90","98"], "salary": [30000, 50000, 999000]}
df5 = pd.DataFrame(dict)
print(df5)
print(df5.head(1))
print(df5.tail(1))
print(df5.info())
print(df5.index)
print(df5.columns)
print(df5.values)
print(df5.describe())
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3. 所有数据按照指定列排序

df5 = df5.sort_values(by='salary', ascending=True)
print(df5)
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4. DataFrame简单行、列切片

dict = {"name": ["jack", "HanMeimei", "Lucy","Mr Green", "Mrs Han", "Lily"],"age": [100, 90,98,90,100,30], "salary": [30000, 50000, 999000,90000,80000,75000]}
df6 = pd.DataFrame(dict)
print(df6)# 取出前五行
print(df6[0:5])
# 取出name列
print(df6["name"])
# 取出前三行的name列
print(df6[0:3]["name"])
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5. loc 行、列切片

5.2 *记住下面的这一个就行了，记太多反而麻烦

基本格式为：

df7.loc[行,列]
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如果取连续的行或者列---使用切片 :

如果取出来不连续的行或列—使用列表 [ ]

其中切片和列表可以混合使用

举列：

5.5.1 连续多行多列

df7.loc['a':'c','name':'age']注意：包含了b行，因为是行切片
>       name  age
a       jack  100
b  HanMeimei   90
c       Lucy   98
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5.5.2 不连续多行+连续多列

df7.loc[['a','c'],'name':'salary']
注意：行是不连续选择，只是a和c列是连续切片，包含了中间的age
>   name  age  salary
a  jack  100   30000
c  Lucy   98  999000
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5.5.3 不连续多行+不连续多列

df7.loc[['a','c'],['name','salary']]
注意：行是不连续选择，只是a和c列也是不连续选择，只是name和salary
>    name  salary
a  jack   30000
c  Lucy  999000
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5.5.4 全部行+不连续多列（全部列同理）

df7.loc[:,['name','salary']]
注意：只要把行写个空切片就行   ：
>        name  salarya       jack   30000b  HanMeimei   50000c       Lucy  999000d   Mr Green   90000e    Mrs Han   80000f       Lily   75000
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5.5.5 不连续多行+单列（单行同理）

df7.loc[['a','c'],'name']
注意：单列名没加[]，结果是个Series
>    a    jackc    LucyName: name, dtype: object<class 'pandas.core.series.Series'>
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df7.loc[['a','c'],['name']]
type(df7.loc[['a','c'],['name']])
注意：单列名加[]，结果是个DataFrame
>       namea  jackc  Lucy<class 'pandas.core.frame.DataFrame'>
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6. iloc 行、列切片

只是通过位置取值，原理与loc一样

只是注意，切片不包含最后一个数字，这点与loc不同

df7.iloc[[1,3],[0]]
> 取得不连续的行列name
b  HanMeimei
d   Mr Greendf7.iloc[1:3,0:1]
> 没包含3的d ，没包含1的agename
b  HanMeimei
c       Lucy
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7. 赋值更改数据

可以使用loc，也可以使用iloc

df7.iloc[1:3,1:3]=99999999
print(df7)
>       name       age    salary
a       jack       100     30000
b  HanMeimei  99999999  99999999
c       Lucy  99999999  99999999
d   Mr Green        90     90000
e    Mrs Han       100     80000
f       Lily        30     75000
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8.布尔索引

一起看个例子吧

创建一个dataframe

Score = {"姓名": ["张无忌", "赵敏", "小乔", "大乔", "杨玉环", "貂蝉", "西施", "王子", "姜子牙", "李白", "杜甫", "王伟","李晓雨"],"语文": [78, 90, 87, 88, 56, 94, 92, 85, 93, 91, 59, 100,100],"数学": [91, 59, 100, 75, 30, 95, 91, 59, 100, 10, 95, 85,100],"英语": [91, 59, 100, 75, 30, 95, 10, 95, 85, 75, 30, 95,100]}
df_score = pd.DataFrame(Score)
print(df_score)
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8.1 取出所有英语成绩大于90的人的数据

# 得到的是一个Series
loc_ = df_score.loc[:,"英语"] > 90
print(loc_)
print(type(loc_))# <class 'pandas.core.series.Series'>
# dataframe 布尔索引，会筛选出所有值为true的行
print(df_score[loc_])# 也可以简写为
print(df_score[df_score.loc[:,"英语"]>90])
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8.2 取出所有英语成绩小于90的人的数据（~）

注意：加 ~ 取反

print(df_score[~(df_score.loc[:, "英语"] > 90)])
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8.3 取出所有英语成绩大于90并且语文大于80人的数据

print(df_score[(df_score.loc[:, "英语"] > 90)&(df_score.loc[:, "语文"] < 80)])
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8.4 知识点截图

9. 字符串方法

# 创建一个dataframe
student = {"姓名": ["张无忌", "赵敏", "小乔", "大乔", "杨玉环", "貂蝉", "西施", "王子", "姜子牙", "李白", "杜甫", "王伟", "李晓雨"],"语文": [78, 90, 87, 88, 56, 94, 92, 85, 93, 91, 59, 100, 100],"数学": [91, 59, 100, 75, 30, 95, 91, 59, 100, 10, 95, 85, 100],"英语": [91, 59, 100, 75, 30, 95, 10, 95, 85, 75, 30, 95, 100],"班级": ["一年级3班", "一年级1班", "二年级3班", "二年级1班", "一年级13班", "三年级7班", "五年级3班", "四年级3班", "一年级5班", "一年级7班", "一年级4班","一年级9班", "一年级10班"],}
df_student = pd.DataFrame(student)
print(df_student)
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9.1 len—选择【班级】列元素字符串长度大于5的数据

print(df_student[df_student["班级"].str.len() > 5])
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9.2 replace—把【班级】列元素中的【年级】改为【学校一年级】

# 注意等号右侧返回一个Series，要把它赋值给原DataFrame对应的列
df_student["班级"] = df_student["班级"].str.replace("一年级", "学校一年级")
print(df_student)
# 下面是取列的loc用法
df_student.loc[:,"班级"] = df_student.loc[:,"班级"].str.replace("一年级", "学校一年级")
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9.3 contains—筛选【班级】列包含“学校”和“1”的数据

print(df_student[(df_student["班级"].str.contains("学校"))&(df_student["班级"].str.contains("1"))])
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9.4 split—切割字符串

9.5 get—打印学生姓名的第一个字符（姓氏）

print((df_student["姓名"].str.get(0)))
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9.6 match—正则表达式匹配，找出姓名包含'王|李'的数据

reg = '王|李'
print(df_student[df_student["姓名"].str.match(reg)])
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9.7 pad—填充字符*

# 注意width=10表示，现在的字符+要填充的*，一起计算宽度为10
# 两侧都加*，最后得到的字符串长度为10，不足用*添加(也可以不写side，直接使用center函数)
df_student["姓名"] = df_student["姓名"].str.pad(width=10, side='both', fillchar='*')
# 右侧都加—，最后得到的字符串长度为20，不足用-添加
df_student["姓名"] = df_student["姓名"].str.pad(width=20, side='right', fillchar='-')
print(df_student)
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9.5 知识点截图

10. 新增一列统计总分 apply方法

10.1 直接相加

df_student["总分"] = df_student["语文"] + df_student["数学"] + df_student["英语"]
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10.2 使用Series的apply方法遍历（apply传入一个函数，更强大）

df_student['总分'] = pd.Series(df_student.index.tolist()).apply(lambda i: df_student.loc[i, "语文"] + df_student.loc[i, "数学"] + df_student.loc[i, "英语"])# 1.为了使用Series的apply方法，根据DataFrame的Index生成一个Series，
pd.Series(df_student.index.tolist())
# 2.后面是一个lambda表达式，也可以定义函数传递进去（写函数就可以做很多处理了），见下例
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# 让语文大于90的人，让他的语文成绩再加上1000分，然后求总分
def sum1(i):if df_student.loc[i, "语文"] > 90:df_student.loc[i, "语文"] = df_student.loc[i, "语文"] + 1000return df_student.loc[i, "语文"] + df_student.loc[i, "数学"] + df_student.loc[i, "英语"]df_student['总分'] = pd.Series(df_student.index.tolist()).apply(lambda i: sum1(i))
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11. 缺失数据处理

# 使用numpy生成一组随机整数（在0~100之间，形状为5行7列）
rand = np.random.randint(0, 100, (5, 7))
# 使用numpy上传的数据生成DataFrame
df = pd.DataFrame(rand, columns=list("ABCDEFG"))
# 定义一些NaN
df.loc[0:3, "A":"B"] = np.nan
print(df)
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11.1 判断是不是NaN

11.1.1 判断整个df是不是Nan的情况

# 是null吗
print(pd.isnull(df))
结果是：DataFrame
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# 不是null吗
print(pd.notnull(df))
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11.1.2 判断df指定列是不是Nan的情况

# 打印A列里数据为NUll的数据
print(df[pd.isnull(df["A"])])
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# 打印A列里数据不为NUll的数据
print(df[pd.notnull(df["A"])])
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11.2 删除df里有nan的数据

# 不输入how参数，默认为any
# 只要有一个是NaN,就会删除该行
print(df.dropna(axis=0))
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# 只有全部是NaN,才会删除该行
print(df.dropna(axis=0,how="all"))
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