numpy pandas matplotlib

Posted 2020-10-07 anruy

1. import numpy as np  
2. import pandas as pd  
3. import matplotlib.pyplot as plt  
4.   
5. ---------------numpy-----------------------  
6. arr = np.array([1,2,3], dtype=np.float64)  
7. np.zeros((3,6))  np.empty((2,3,2)) np.arange(15)  
8. arr.dtype arr.ndim arr.shape  
9. arr.astype(np.int32) #np.float64 np.string_ np.unicode_  
10. arr * arr arr - arr 1/arr  
11. arr= np.arange(32).reshape((8,4))  
12. arr[1:3, : ]  #正常切片  
13. arr[[1,2,3]]  #花式索引  
14. arr.T   arr.transpose((...))   arr.swapaxes(...) #转置  
15. arr.dot #矩阵内积  
16. np.sqrt(arr)   np.exp(arr)    randn(8)＃正态分布值   np.maximum(x,y)  
17. np.where(cond, xarr, yarr)  ＃当cond为真，取xarr,否则取yarr  
18. arr.mean()  arr.mean(axis=1)   #算术平均数  
19. arr.sum()   arr.std()  arr.var()   #和、标准差、方差  
20. arr.min()   arr.max()   #最小值、最大值  
21. arr.argmin()   arr.argmax()    #最小索引、最大索引  
22. arr.cumsum()    arr.cumprod()   #所有元素的累计和、累计积  
23. arr.all()   arr.any()   # 检查数组中是否全为真、部分为真  
24. arr.sort()   arr.sort(1)   #排序、1轴向上排序  
25. arr.unique()   #去重  
26. np.in1d(arr1, arr2)  #arr1的值是否在arr2中  
27. np.load() np.loadtxt() np.save() np.savez() ＃读取、保存文件  
28. np.concatenate([arr, arr], axis=1)  ＃连接两个arr，按行的方向  
29.   
30.   
31. ---------------pandas-----------------------  
32. ser = Series()     ser = Series([...], index=[...])  #一维数组, 字典可以直接转化为series  
33. ser.values    ser.index    ser.reindex([...], fill_value=0)  #数组的值、数组的索引、重新定义索引  
34. ser.isnull()   pd.isnull(ser)   pd.notnull(ser)   #检测缺失数据  
35. ser.name=       ser.index.name=    #ser本身的名字、ser索引的名字  
36. ser.drop(‘x‘) #丢弃索引x对应的值  
37. ser +ser  #算术运算  
38. ser.sort_index()   ser.order()     ＃按索引排序、按值排序  
39. df = DataFrame(data, columns=[...], index=[...]) #表结构的数据结构，既有行索引又有列索引  
40. df.ix[‘x‘]  #索引为x的值    对于series，直接使用ser[‘x‘]  
41. del df[‘ly‘]  #用del删除第ly列  
42. df.T    #转置  
43. df.index.name df.columns.name df.values  
44. df.drop([...])  
45. df + df   df1.add(df2, fill_vaule=0) #算术运算  
46. df -ser   #df与ser的算术运算  
47. f=lambda x: x.max()-x.min()   df.apply(f)  
48. df.sort_index(axis=1, ascending=False)   #按行索引排序  
49. df.sort_index(by=[‘a‘,‘b‘])   #按a、b列索引排序  
50. ser.rank()   df.rank(axis=1)  #排序，增设一个排名值  
51. df.sum()   df.sum(axis=1)   #按列、按行求和  
52. df.mean(axis=1, skipna=False)   #求各行的平均值，考虑na的存在  
53. df.idxmax()   #返回最大值的索引  
54. df.cumsum()   #累计求和  
55. df.describe()  ser.describe()   #返回count mean std min max等值  
56. ser.unique()  #去重  
57. ser.value_counts()   df.value_counts()  ＃返回一个series，其索引为唯一值，值为频率  
58. ser.isin([‘x‘, ‘y‘])  #判断ser的值是否为x,y，得到布尔值  
59. ser.dropna() ser.isnull() ser.notnull() ser.fillna(0)  #处理缺失数据，df相同  
60. df.unstack()   #行列索引和值互换  df.unstack().stack()  
61. df.swaplevel(‘key1‘,‘key2‘)   #接受两个级别编号或名称，并互换  
62. df.sortlevel(1) #根据级别1进行排序，df的行、列索引可以有两级  
63. df.set_index([‘c‘,‘d‘], drop=False)    #将c、d两列转换为行,因drop为false，在列中仍保留c,d  
64. read_csv   read_table   read_fwf    #读取文件分隔符为逗号、分隔符为制表符(‘\t‘)、无分隔符（固定列宽）  
65. pd.read_csv(‘...‘, nrows=5) #读取文件前5行  
66. pd.read_csv(‘...‘, chunksize=1000) #按块读取，避免过大的文件占用内存  
67. pd.load() #pd也有load方法，用来读取二进制文件  
68. pd.ExcelFile(‘...xls‘).parse(‘Sheet1‘)  # 读取excel文件中的sheet1  
69. df.to_csv(‘...csv‘, sep=‘|‘, index=False, header=False) #将数据写入csv文件，以｜为分隔符，默认以，为分隔符, 禁用列、行的标签  
70. pd.merge(df1, df2, on=‘key‘, suffixes=(‘_left‘, ‘_right‘)) #合并两个数据集,类似数据库的inner join, 以二者共有的key列作为键,suffixes将两个key分别命名为key_left、key_right  
71. pd.merge(df1, df2, left_on=‘lkey‘, right_on=‘rkey‘) #合并，类似数据库的inner join, 但二者没有同样的列名，分别指出，作为合并的参照  
72. pd.merge(df1, df2, how=‘outer‘) #合并，但是是outer join；how=‘left‘是笛卡尔积，how=‘inner‘是...;还可以对多个键进行合并  
73. df1.join(df2, on=‘key‘, how=‘outer‘)  #也是合并  
74. pd.concat([ser1, ser2, ser3], axis=1) #连接三个序列，按行的方向  
75. ser1.combine_first(ser2)   df1.combine_first(df2) #把2合并到1上，并对齐  
76. df.stack() df.unstack()  #列旋转为行、行旋转为列  
77. df.pivot()  
78. df.duplicated()   df.drop_duplicates() #判断是否为重复数据、删除重复数据  
79. df[‘‘].map(lambda x: abs(x)) #将函数映射到df的指定列  
80. ser.replace(-999, np.nan) #将－999全部替换为nan  
81. df.rename(index={}, columns={}, inplace=True) #修改索引，inplace为真表示就地修改数据集  
82. pd.cut(ser, bins)  #根据面元bin判断ser的各个数据属于哪一个区段，有labels、levels属性  
83. df[(np.abs(df)>3).any(1)] #输出含有“超过3或－3的值”的行  
84. permutation  take    #用来进行随机重排序  
85. pd.get_dummies(df[‘key‘], prefix=‘key‘)  #给df的所有列索引加前缀key  
86. df[...].str.contains()  df[...].str.findall(pattern, flags=re.IGNORECASE)  df[...].str.match(pattern, flags=...)    df[...].str.get()  #矢量化的字符串函数  
87.   
88. ----绘图  
89. ser.plot() df.plot() #pandas的绘图工具，有参数label, ax, style, alpha, kind, logy, use_index, rot, xticks, xlim, grid等，详见page257  
90. kind=‘kde‘ #密度图  
91. kind=‘bar‘ kind=‘barh‘ #垂直柱状图、水平柱状图，stacked=True为堆积图  
92. ser.hist(bins=50) #直方图  
93. plt.scatter(x,y) #绘制x,y组成的散点图  
94. pd.scatter_matrix(df, diagonal=‘kde‘, color=‘k‘, alpha=‘0.3‘)  #将df各列分别组合绘制散点图  
95.   
96. ----聚合分组  
97. groupby() 默认在axis=0轴上分组，也可以在1组上分组；可以用for进行分组迭代  
98. df.groupby(df[‘key1‘]) #根据key1对df进行分组  
99. df[‘key2‘].groupby(df[‘key1‘])  #根据key1对key2列进行分组  
100. df[‘key3‘].groupby(df[‘key1‘], df[‘key2‘])  #先根据key1、再根据key2对key3列进行分组  
101. df[‘key2‘].groupby(df[‘key1‘]).size() #size()返回一个含有分组大小的series  
102. df.groupby(df[‘key1‘])[‘data1‘]  等价于 df[‘data1‘].groupby(df[‘key1‘])  
103. df.groupby(df[‘key1‘])[[‘data1‘]]  等价于  df[[‘data1‘]].groupby(df[‘key1‘])  
104. df.groupby(mapping, axis=1)  ser(mapping) #定义mapping字典，根据字典的分组来进行分组  
105. df.groupby(len) #通过函数来进行分组，如根据len函数  
106. df.groupby(level=‘...‘, axis=1)  #根据索引级别来分组  
107. df.groupby([], as_index=False)   #禁用索引，返回无索引形式的数据  
108. df.groupby(...).agg([‘mean‘, ‘std‘])   #一次使用多个聚合函数时，用agg方法  
109. df.groupby(...).transform(np.mean)   #transform()可以将其内的函数用于各个分组  
110. df.groupby().apply()  #apply方法会将待处理的对象拆分成多个片段，然后对各片段调用传入的函数，最后尝试将各片段组合到一起  
111.   
112. ----透视交叉  
113. df.pivot_table([‘‘,‘‘], rows=[‘‘,‘‘], cols=‘‘, margins=True)  #margins为真时会加一列all  
114. pd.crosstab(df.col1, df.col2, margins=True) #margins作用同上  
115.   
116.   
117. ---------------matplotlib---------------  
118. fig=plt.figure() ＃图像所在的基对象  
119. ax=fig.add_subplot(2,2,1)  #2*2的图像，当前选中第1个  
120. fig, axes = plt.subplots(nrows, nclos, sharex, sharey)  #创建图像，指定行、列、共享x轴刻度、共享y轴刻度  
121. plt.subplots_adjust(left=None, bottom=None, right=None, top=None, wspace=None, hspace=None)  
122. #调整subplot之间的距离，wspace、hspace用来控制宽度、高度百分比  
123. ax.plot(x, y, linestyle=‘--‘, color=‘g‘)   #依据x,y坐标画图，设置线型、颜色  
124. ax.set_xticks([...]) ax.set_xticklabels([...]) #设置x轴刻度  
125. ax.set_xlabel(‘...‘) #设置x轴名称  
126. ax.set_title(‘....‘) ＃设置图名  
127. ax.legend(loc=‘best‘) #设置图例， loc指定将图例放在合适的位置  
128. ax.text(x,y, ‘hello‘, family=‘monospace‘, fontsize=10) #将注释hello放在x,y处，字体大小为10  
129. ax.add_patch() #在图中添加块  
130. plt.savefig(‘...png‘, dpi=400, bbox_inches=‘tight‘) #保存图片，dpi为分辨率，bbox＝tight表示将裁减空白部分  
131.   
132.   
133.   
134.   
135. ------------------------------------------  
136. from mpl_toolkits.basemap import Basemap  
137. import matplotlib.pyplot as plt  
138. #可以用来绘制地图  
139.   
140.   
141. -----------------时间序列--------------------------  
142. pd.to_datetime(datestrs)    #将字符串型日期解析为日期格式  
143. pd.date_range(‘1/1/2000‘, periods=1000)    #生成时间序列  
144. ts.resample(‘D‘, how=‘mean‘)   #采样，将时间序列转换成以每天为固定频率的, 并计算均值；how=‘ohlc‘是股票四个指数；  
145. ＃重采样会聚合，即将短频率（日）变成长频率（月），对应的值叠加；  
146. ＃升采样会插值，即将长频率变为短频率，中间产生新值  
147. ts.shift(2, freq=‘D‘)   ts.shift(-2, freq=‘D‘) #后移、前移2天  
148. now+Day() now+MonthEnd()  
149. import pytz   pytz.timezone(‘US/Eastern‘)   #时区操作，需要安装pytz  
150. pd.Period(‘2010‘, freq=‘A-DEC‘)   ＃period表示时间区间，叫做时期  
151. pd.PeriodIndex    #时期索引  
152. ts.to_period(‘M‘)   #时间转换为时期  
153. pd.rolling_mean(...)    pd.rolling_std(...)   #移动窗口函数－平均值、标准差