Pandas 常用函数

以下列出了 Pandas 常用的一些函数及使用实例：

读取数据

函数说明
pd.read_csv(filename)读取 CSV 文件；
pd.read_excel(filename)读取 Excel 文件；
pd.read_sql(query, connection_object)从 SQL 数据库读取数据；
pd.read_json(json_string)从 JSON 字符串中读取数据；
pd.read_html(url)从 HTML 页面中读取数据。

实例代码

import pandas as pd

# 从 CSV 文件中读取数据
df = pd.read_csv('data.csv')

# 从 Excel 文件中读取数据
df = pd.read_excel('data.xlsx')

# 从 SQL 数据库中读取数据
import sqlite3
conn = sqlite3.connect('database.db')
df = pd.read_sql('SELECT * FROM table_name', conn)

# 从 JSON 字符串中读取数据
json_string = '{"name": "John", "age": 30, "city": "New York"}'
df = pd.read_json(json_string)

# 从 HTML 页面中读取数据
url = 'https://www.haodaima.com'
dfs = pd.read_html(url)
df = dfs[0] # 选择第一个数据框

查看数据

函数说明
df.head(n)显示前 n 行数据；
df.tail(n)显示后 n 行数据；
df.info()显示数据的信息，包括列名、数据类型、缺失值等；
df.describe()显示数据的基本统计信息，包括均值、方差、最大值、最小值等；
df.shape显示数据的行数和列数。

实例代码

# 显示前五行数据
df.head()

# 显示后五行数据
df.tail()

# 显示数据信息
df.info()

# 显示基本统计信息
df.describe()

# 显示数据的行数和列数
df.shape

实例代码

import pandas as pd

data = [
    {"name": "Google", "likes": 25, "url": "https://www.google.com"},
    {"name": "Haodaima", "likes": 30, "url": "https://www.haodaima.com"},
    {"name": "Taobao", "likes": 35, "url": "https://www.taobao.com"}
]

df = pd.DataFrame(data)
# 显示前两行数据
print(df.head(2))
# 显示前最后一行数据
print(df.tail(1))

以上实例输出结果为：

     name  likes                     url
0  Google     25  https://www.google.com
1  Haodaima     30  https://www.haodaima.com
     name  likes                     url
2  Taobao     35  https://www.taobao.com

数据清洗

函数说明
df.dropna()删除包含缺失值的行或列；
df.fillna(value)将缺失值替换为指定的值；
df.replace(old_value, new_value)将指定值替换为新值；
df.duplicated()检查是否有重复的数据；
df.drop_duplicates()删除重复的数据。

实例代码

# 删除包含缺失值的行或列
df.dropna()

# 将缺失值替换为指定的值
df.fillna(0)

# 将指定值替换为新值
df.replace('old_value', 'new_value')

# 检查是否有重复的数据
df.duplicated()

# 删除重复的数据
df.drop_duplicates()

数据选择和切片

函数说明
df[column_name]选择指定的列；
df.loc[row_index, column_name]通过标签选择数据；
df.iloc[row_index, column_index]通过位置选择数据；
df.ix[row_index, column_name]通过标签或位置选择数据；
df.filter(items=[column_name1, column_name2])选择指定的列；
df.filter(regex='regex')选择列名匹配正则表达式的列；
df.sample(n)随机选择 n 行数据。

实例代码

# 选择指定的列
df['column_name']

# 通过标签选择数据
df.loc[row_index, column_name]

# 通过位置选择数据
df.iloc[row_index, column_index]

# 通过标签或位置选择数据
df.ix[row_index, column_name]

# 选择指定的列
df.filter(items=['column_name1', 'column_name2'])

# 选择列名匹配正则表达式的列
df.filter(regex='regex')

# 随机选择 n 行数据
df.sample(n=5)

数据排序

函数说明
df.sort_values(column_name)按照指定列的值排序；
df.sort_values([column_name1, column_name2], ascending=[True, False])按照多个列的值排序；
df.sort_index()按照索引排序。

实例代码

# 按照指定列的值排序
df.sort_values('column_name')

# 按照多个列的值排序
df.sort_values(['column_name1', 'column_name2'], ascending=[True, False])

# 按照索引排序
df.sort_index()

数据分组和聚合

函数说明
df.groupby(column_name)按照指定列进行分组；
df.aggregate(function_name)对分组后的数据进行聚合操作；
df.pivot_table(values, index, columns, aggfunc)生成透视表。

实例代码

# 按照指定列进行分组
df.groupby('column_name')

# 对分组后的数据进行聚合操作
df.aggregate('function_name')

# 生成透视表
df.pivot_table(values='value', index='index_column', columns='column_name', aggfunc='function_name')

数据合并

函数说明
pd.concat([df1, df2])将多个数据框按照行或列进行合并；
pd.merge(df1, df2, on=column_name)按照指定列将两个数据框进行合并。

实例代码

# 将多个数据框按照行或列进行合并
df = pd.concat([df1, df2])

# 按照指定列将两个数据框进行合并
df = pd.merge(df1, df2, on='column_name')

数据选择和过滤

函数说明
df.loc[row_indexer, column_indexer]按标签选择行和列。
df.iloc[row_indexer, column_indexer]按位置选择行和列。
df[df['column_name'] > value]选择列中满足条件的行。
df.query('column_name > value')使用字符串表达式选择列中满足条件的行。

数据统计和描述

函数说明
df.describe()计算基本统计信息，如均值、标准差、最小值、最大值等。
df.mean()计算每列的平均值。
df.median()计算每列的中位数。
df.mode()计算每列的众数。
df.count()计算每列非缺失值的数量。

假设我们有如下的 JSON 数据，数据保存到 data.json 文件：

data.json 文件

[
  {
    "name": "Alice",
    "age": 25,
    "gender": "female",
    "score": 80
  },
  {
    "name": "Bob",
    "age": null,
    "gender": "male",
    "score": 90
  },
  {
    "name": "Charlie",
    "age": 30,
    "gender": "male",
    "score": null
  },
  {
    "name": "David",
    "age": 35,
    "gender": "male",
    "score": 70
  }
]

我们可以使用 Pandas 读取 JSON 数据，并进行数据清洗和处理、数据选择和过滤、数据统计和描述等操作，具体如下：

实例代码

import pandas as pd

# 读取 JSON 数据
df = pd.read_json('data.json')

# 删除缺失值
df = df.dropna()

# 用指定的值填充缺失值
df = df.fillna({'age': 0, 'score': 0})

# 重命名列名
df = df.rename(columns={'name': '姓名', 'age': '年龄', 'gender': '性别', 'score': '成绩'})

# 按成绩排序
df = df.sort_values(by='成绩', ascending=False)

# 按性别分组并计算平均年龄和成绩
grouped = df.groupby('性别').agg({'年龄': 'mean', '成绩': 'mean'})

# 选择成绩大于等于90的行，并只保留姓名和成绩两列
df = df.loc[df['成绩'] >= 90, ['姓名', '成绩']]

# 计算每列的基本统计信息
stats = df.describe()

# 计算每列的平均值
mean = df.mean()

# 计算每列的中位数
median = df.median()

# 计算每列的众数
mode = df.mode()

# 计算每列非缺失值的数量
count = df.count()

输出结果如下：

# df
   姓名  年龄 性别  成绩
1  Bob   0  male  90

# grouped
             年龄  成绩
性别                
female  25.000000  80
male    27.500000  80

# stats
         成绩
count   1.0
mean   90.0
std     NaN
min    90.0
25%    90.0
50%    90.0
75%    90.0
max    90.0

# mean
成绩    90.0
dtype: float64

# median
成绩    90.0
dtype: float64

# mode
    姓名    成绩
0  Bob  90.0

# count
姓名    1
成绩    1
dtype: int64