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三、Pandas库

4.函数计算

7.合并

merge 函数用于将两个 DataFrame 对象根据一个或多个键进行合并

函数：

pandas.merge(left, right, how='inner', on=None, left_on=None, right_on=None, 
left_index=False, right_index=False, sort=False, suffixes=('_x', '_y'), 
copy=True, indicator=False, validate=None)

参数：

• left：左侧的 DataFrame 对象。

• right：右侧的 DataFrame 对象。

• how：合并方式，可以是 ‘inner’、‘outer’、‘left’ 或 ‘right’。默认为 ‘inner’。

  • ‘inner’：内连接，返回两个 DataFrame 共有的键。
  • ‘outer’：外连接，返回两个 DataFrame 的所有键。
  • ‘left’：左连接，返回左侧 DataFrame 的所有键，以及右侧 DataFrame 匹配的键。
  • ‘right’：右连接，返回右侧 DataFrame 的所有键，以及左侧 DataFrame 匹配的键。

• on：用于连接的列名。如果未指定，则使用两个 DataFrame 中相同的列名。

• left_on 和 right_on：分别指定左侧和右侧 DataFrame 的连接列名。

• left_index 和 right_index：布尔值，指定是否使用索引作为连接键。

• sort：布尔值，指定是否在合并后对结果进行排序。

• suffixes：一个元组，指定当列名冲突时，右侧和左侧 DataFrame 的后缀。

• copy：布尔值，指定是否返回一个新的 DataFrame。如果为 False，则可能修改原始 DataFrame。

• indicator：布尔值，如果为 True，则在结果中添加一个名为 __merge 的列，指示每行是如何合并的。

• validate：验证合并是否符合特定的模式。

示例1：内连接

import pandas as pd# 创建两个示例 DataFrame
left = pd.DataFrame({'key': ['K0', 'K1', 'K2', 'K3'],'A': ['A0', 'A1', 'A2', 'A3'],'B': ['B0', 'B1', 'B2', 'B3']
})
right = pd.DataFrame({'key': ['K0', 'K1', 'K2', 'K4'],'C': ['C0', 'C1', 'C2', 'C3'],'D': ['D0', 'D1', 'D2', 'D3']
})
# 内连接-只保留共用的
result = pd.merge(left, right, on='key')
print(result)#输出：K3、K4被忽略key   A   B   C   D
0  K0  A0  B0  C0  D0
1  K1  A1  B1  C1  D1
2  K2  A2  B2  C2  D2

示例2：左连接

# 数据同上
# 左连接，以左侧表为准-左表用而右表没有就填nan
result = pd.merge(left, right, on='key', how='left')
print(result)
# 输出：key   A   B    C    D
0  K0  A0  B0   C0   D0
1  K1  A1  B1   C1   D1
2  K2  A2  B2   C2   D2
3  K3  A3  B3  NaN  NaN

8.随机抽样

语法：

DataFrame.sample(n=None, frac=None, replace=False, 
weights=None, random_state=None, axis=None)

参数：

• n：要抽取的行数
• frac：抽取的比例，比如 frac=0.5，代表抽取总体数据的50%
• replace：布尔值参数，表示是否以有放回抽样的方式进行选择，默认为 False，取出数据后不再放回
• weights：可选参数，代表每个样本的权重值，参数值是字符串或者数组
• random_state：可选参数，控制随机状态，默认为 None，表示随机数据不会重复；若为 1 表示会取得重复数据
• axis：表示在哪个方向上抽取数据(axis=1 表示列/axis=0 表示行)

示例：

import pandas as pd  df = pd.DataFrame({"company": ['百度', '阿里', '腾讯'],"salary": [43000, 24000, 40000],"age": [25, 35, 49]
})
print('随机选择两行：')
print(df.sample(n=2, axis=0))
print('随机选择一列：')
print(df.sample(n=1, axis=1))
print('总体的50%：') # 小数四舍五入
print(df.sample(axis=0, frac=0.5))

9.空值处理

9.1检测空值

• isnull() 和 notnull() 用于检测 DataFrame 或 Series 中的空值，返回一个布尔值的 DataFrame 或 Series。
• 示例：

import pandas as pd
import numpy as np# 创建一个包含空值的示例 DataFrame
data = {'A': [1, 2, np.nan, 4],'B': [5, np.nan, np.nan, 8],'C': [9, 10, 11, 12]
}
df = pd.DataFrame(data)# 检测空值
is_null = df.isnull()
print(is_null)
# 输出A      B      C
0  False  False  False
1  False   True  False
2   True   True  False
3  False  False  False

9.2填充空值

fillna() ：用 指定的值 填充 DataFrame 或 Series 中的空值

示例：

import pandas as pd
import numpy as np
# 创建一个包含空值的示例 DataFrame
data = {'A': [1, 2, np.nan, 4],'B': [5, np.nan, np.nan, 8],'C': [9, 10, 11, 12]
}
df = pd.DataFrame(data)# 用 0 填充空值
df_filled = df.fillna(0)
print(df_filled)
# 输出A    B   C
0  1.0  5.0   9
1  2.0  0.0  10
2  0.0  0.0  11
3  4.0  8.0  12

9.3删除空值行/列

dropna(axios=0) 方法用于删除 DataFrame 或 Series 中的空值

• 参数axios：删除空值所在的行或列，默认0删除行
• 示例：

import pandas as pd
import numpy as np
# 创建一个包含空值的示例 DataFrame
data = {'A': [1, 2, np.nan, 4],'B': [5, np.nan, np.nan, 8],'C': [9, 10, 11, 12]
}
df = pd.DataFrame(data)# 删除包含空值的行
df_dropped = df.dropna()
print(df_dropped)
#输出：A    B   C
0  1.0  5.0   9
3  4.0  8.0  12

5.读取CSV文件

CSV（Comma-Separated Values，逗号分隔值，有时也称为字符分隔值，因为分隔字符也可以不是逗号），其文件以纯文本形式存储表格数据（数字和文本）；

CSV 是一种通用的、相对简单的文件格式，被用户、商业和科学广泛应用。

5.1 to_csv()

to_csv() 方法将 DataFrame 存储为 csv 文件

案例：

import pandas as pd# 创建一个简单的 DataFrame
data = {'Name': ['Alice', 'Bob', 'Charlie'],'Age': [25, 30, 35],'City': ['New York', 'Los Angeles', 'Chicago']
}
df = pd.DataFrame(data)# 将 DataFrame 导出为 CSV 文件
df.to_csv('output.csv', index=False)

5.2 read_csv()

read_csv() 表示从 CSV 文件中读取数据，并创建 DataFrame 对象。

案例：

import pandas as pd
df = pd.read_csv('output.csv')
print(df)

6.绘图

Pandas 对 Matplotlib 绘图软件包的基础上单独封装了一个plot()接口,调用该接口可以实现常用的绘图操作

注意：只用 pandas 绘制图片可能可以编译，但是不会显示图片，需要使用 matplotlib 库，调用 show() 方法显示图形。

• 参数：kind =" ",指定画什么类型的图

示例：

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
# 创建一个示例 DataFrame
data = {'A': [1, 2, 3, 4, 5],'B': [10, 20, 25, 30, 40]
}
df = pd.DataFrame(data)# 绘制折线图
df.plot(kind='line')
# 显示图表
plt.show()# 绘制柱状图
df.plot(kind='bar')
# 显示图表
plt.show()# 绘制直方图
df['A'].plot(kind='hist')
# 显示图表
plt.show()# 绘制散点图
df.plot(kind='scatter', x='A', y='B')
# 显示图表
plt.show()