使用形状的因子级别将 pandas.DataFrame 转换为 numpy 张量 [重复]

Posted 2023-03-11

【中文标题】使用形状的因子级别将 pandas.DataFrame 转换为 numpy 张量 [重复]

【英文标题】：Convert pandas.DataFrame to numpy tensor using factor levels for shape [duplicate]

【发布时间】：2019-04-26 13:25:17

【问题描述】：

我有来自全因子实验的数据。例如，对于每个N 样本，我有J 测量类型和K 测量位点。我以长格式接收此数据，例如，

import numpy as np
import pandas as pd
import itertools
from numpy.random import normal as rnorm

# [[N], [J], [K]]
levels = [[1,2,3,4], ['start', 'stop'], ['gene1', 'gene2', 'gene3']]

# fully crossed
exp_design = list(itertools.product(*levels))

df = pd.DataFrame(exp_design, columns=["sample", "mode", "gene"])

# some fake data
df['x'] = rnorm(size=len(exp_design))

这会产生 24 个观察值 (x)，其中三个因子中的每一个都有一个列。

> df.head()
    sample  mode    gene    x
0   1       start   gene1   -1.229370
1   1       start   gene2   1.129773
2   1       start   gene3   -1.155202
3   1       stop    gene1   -0.757551
4   1       stop    gene2   -0.166129

我想将这些观察结果转换为相应的(N,J,K) 形张量（numpy 数组）。我正在考虑使用 MultiIndex 转向宽格式，然后提取值会生成正确的张量，但它只是作为列向量出现：

> df.pivot_table(values='x', index=['sample', 'mode', 'gene']).values
array([[-1.22936989],
       [ 1.12977346],
       [-1.15520216],
       ...,
       [-0.1031641 ],
       [ 1.1296491 ],
       [ 1.31113584]])

有没有一种快速的方法可以从长格式 pandas.DataFrame 中获取张量格式的数据？

【参考方案1】：

试试

df.agg('nunique')

Out[69]: 
sample     4
mode       2
gene       3
x         24
dtype: int64
s=df.agg('nunique')
df.x.values.reshape(s['sample'],s['mode'],s['gene'])
Out[71]: 
array([[[-2.78133759e-01, -1.42234420e+00,  5.42439121e-01],
        [ 2.15359867e+00,  6.55837886e-01, -1.01293568e+00]],
       [[ 7.92306679e-01, -1.62539763e-01, -6.13120335e-01],
        [-2.91567999e-01, -4.01257702e-01,  7.96422763e-01]],
       [[ 1.05088264e-01, -7.23400925e-02,  2.78515041e-01],
        [ 2.63088568e-01,  1.47477886e+00, -2.10735619e+00]],
       [[-1.71756374e+00,  6.12224005e-04, -3.11562798e-02],
        [ 5.26028807e-01, -1.18502045e+00,  1.88633760e+00]]])

【讨论】：

我认为这里需要注意的是，这假设数据框首先排序为df.sort_values(by=['sample', 'mode', 'gene'])

@merv 是的，你是对的