Pandas的核心概念和核心功能Series是什么DataFrame是什么

Posted 2023-03-20 大锤爱编程

介绍

Pandas是一个开源的数据操作和分析库。它是Python中最流行的数据科学工具之一。Pandas建立在NumPy之上，提供易于使用的数据结构和数据分析工具。在本篇博客中，我们将讨论需要掌握的核心概念和功能，以便有效地使用Pandas。

一般学习这种开源框架，最好最直接的途径是去官网学习所谓的cookbook,也就是烹饪指南。这里有一个小小的文化差异点就是外国人做饭必须要看菜谱。英文ok的同学，可以直接看烹饪指南。

核心概念

Pandas有三个核心概念，需要理解才能有效地使用它：

Series

Series是一个一维的标记数组，可以保存任何数据类型。它类似于电子表格或SQL表中的列。Series对象由索引和数据两部分组成。索引是标识数据的每个元素的标签。你可以把它看作是电子表格中的行标签。对应的源码释义上是

Data structure for 1-dimensional cross-sectional and time series data

a = [1, 2, 3]
... 
... myvar = pd.Series(a)
... 
... print(myvar[1])
2
myvar
0    1
1    2
2    3
dtype: int64

DataFrame

DataFrame是一个二维的带标签数据结构，包含可能不同类型的列。它类似于电子表格或SQL表。DataFrame对象由索引和列标签两部分组成。索引是标识数据每行的标签，列是标识数据每列的标签。

DF直观理解就是一个带索引的表格，可以使用行的索引和列的名称来定位数据，查询，使用数据。

下面的代码生成了一个以日期为行key的数据，列名称是ABCDEF的DataFrame

pd.DataFrame('A': 1.,
...                    'B': pd.Timestamp('20130102'),
...                    'C': pd.Series(1, index=list(range(4)), dtype='float32'),
...                    'D': np.array([3] * 4, dtype='int32'),
...                    'E': pd.Categorical(["test", "train", "test", "train"]),
...                    'F': 'foo',index=pd.date_range('20130101', periods=4))
              A          B   C  D      E    F
2013-01-01  1.0 2013-01-02 NaN  3   test  foo
2013-01-02  1.0 2013-01-02 NaN  3  train  foo
2013-01-03  1.0 2013-01-02 NaN  3   test  foo
2013-01-04  1.0 2013-01-02 NaN  3  train  foo

Index

索引是一个不可变的数组，表示Series或DataFrame对象的轴标签。它类似于电子表格中的行标签或列标签。索引可以保存任何数据类型，并确保数据的完整性。

核心功能

Pandas提供了广泛的数据操作和分析功能。以下是需要掌握的一些核心功能，以便有效地使用Pandas：

数据清洗

Pandas提供了许多用于清洗和转换数据的工具。你可以删除缺失值，替换值，过滤数据等。fillna()函数用于填充缺失值，而dropna()函数用于删除缺失值。replace()函数用于替换DataFrame中的值。query()函数用于基于条件过滤数据。

数据分析

Pandas提供了许多用于数据分析的工具。你可以使用describe()函数进行基本的统计分析，如平均值、中位数和众数。你可以使用groupby()函数按一个或多个列对数据进行分组。你还可以合并、连接和拼接DataFrames。

数据可视化

Pandas提供了许多用于数据可视化的工具。你可以创建折线图、散点图、条形图等。Pandas使用matplotlib库进行数据可视化。你可以使用不同的颜色、标签和样式自定义图表。

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
ts = pd.Series(np.random.randn(1000), index=pd.date_range('1/1/2000', periods=1000))
ts.plot()
plt.show()

数据可视化图像

结论

Pandas是一个强大的数据操作和分析库。它提供了易于使用的界面，用于在Python中处理数据。要有效地使用Pandas，你需要理解Series、DataFrame和Index的核心概念，并掌握数据清洗、数据分析和数据可视化的核心功能。掌握这些技能，你就能轻松地操作和分析数