Panda Python - GroupBy

Qualunque groupbyl'operazione implica una delle seguenti operazioni sull'oggetto originale. Sono -

Splitting l'oggetto
Applying una funzione
Combining i risultati

In molte situazioni, suddividiamo i dati in set e applichiamo alcune funzionalità a ciascun sottoinsieme. Nella funzionalità di applicazione, possiamo eseguire le seguenti operazioni:

Aggregation - calcolo di una statistica riassuntiva
Transformation - eseguire alcune operazioni specifiche del gruppo
Filtration - scartare i dati con qualche condizione

Creiamo ora un oggetto DataFrame ed eseguiamo tutte le operazioni su di esso -

#import the pandas library
import pandas as pd

ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
   'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
   'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
   'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
   'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)

print df

Suo output è il seguente -

Points   Rank     Team   Year
0      876      1   Riders   2014
1      789      2   Riders   2015
2      863      2   Devils   2014
3      673      3   Devils   2015
4      741      3    Kings   2014
5      812      4    kings   2015
6      756      1    Kings   2016
7      788      1    Kings   2017
8      694      2   Riders   2016
9      701      4   Royals   2014
10     804      1   Royals   2015
11     690      2   Riders   2017

Dividi i dati in gruppi

L'oggetto Panda può essere suddiviso in uno qualsiasi dei loro oggetti. Esistono diversi modi per dividere un oggetto come:

obj.groupby('key')
obj.groupby(['key1','key2'])
obj.groupby(key,axis=1)

Vediamo ora come gli oggetti di raggruppamento possono essere applicati all'oggetto DataFrame

Esempio

# import the pandas library
import pandas as pd

ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
   'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
   'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
   'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
   'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)

print df.groupby('Team')

Suo output è il seguente -

<pandas.core.groupby.DataFrameGroupBy object at 0x7fa46a977e50>

Visualizza gruppi

# import the pandas library
import pandas as pd

ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
   'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
   'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
   'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
   'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)

print df.groupby('Team').groups

Suo output è il seguente -

{'Kings': Int64Index([4, 6, 7],      dtype='int64'),
'Devils': Int64Index([2, 3],         dtype='int64'),
'Riders': Int64Index([0, 1, 8, 11],  dtype='int64'),
'Royals': Int64Index([9, 10],        dtype='int64'),
'kings' : Int64Index([5],            dtype='int64')}

Esempio

Group by con più colonne -

# import the pandas library
import pandas as pd

ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
   'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
   'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
   'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
   'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)

print df.groupby(['Team','Year']).groups

Suo output è il seguente -

{('Kings', 2014): Int64Index([4], dtype='int64'),
 ('Royals', 2014): Int64Index([9], dtype='int64'),
 ('Riders', 2014): Int64Index([0], dtype='int64'),
 ('Riders', 2015): Int64Index([1], dtype='int64'),
 ('Kings', 2016): Int64Index([6], dtype='int64'),
 ('Riders', 2016): Int64Index([8], dtype='int64'),
 ('Riders', 2017): Int64Index([11], dtype='int64'),
 ('Devils', 2014): Int64Index([2], dtype='int64'),
 ('Devils', 2015): Int64Index([3], dtype='int64'),
 ('kings', 2015): Int64Index([5], dtype='int64'),
 ('Royals', 2015): Int64Index([10], dtype='int64'),
 ('Kings', 2017): Int64Index([7], dtype='int64')}

Iterazione attraverso i gruppi

Con il groupby oggetto in mano, possiamo iterare attraverso l'oggetto simile a itertools.obj.

# import the pandas library
import pandas as pd

ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
   'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
   'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
   'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
   'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)

grouped = df.groupby('Year')

for name,group in grouped:
   print name
   print group

Suo output è il seguente -

2014
   Points  Rank     Team   Year
0     876     1   Riders   2014
2     863     2   Devils   2014
4     741     3   Kings    2014
9     701     4   Royals   2014

2015
   Points  Rank     Team   Year
1     789     2   Riders   2015
3     673     3   Devils   2015
5     812     4    kings   2015
10    804     1   Royals   2015

2016
   Points  Rank     Team   Year
6     756     1    Kings   2016
8     694     2   Riders   2016

2017
   Points  Rank    Team   Year
7     788     1   Kings   2017
11    690     2  Riders   2017

Per impostazione predefinita, il groupby l'oggetto ha lo stesso nome etichetta del nome del gruppo.

Seleziona un gruppo

Usando il get_group() metodo, possiamo selezionare un singolo gruppo.

# import the pandas library
import pandas as pd

ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
   'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
   'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
   'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
   'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)

grouped = df.groupby('Year')
print grouped.get_group(2014)

Suo output è il seguente -

Points  Rank     Team    Year
0     876     1   Riders    2014
2     863     2   Devils    2014
4     741     3   Kings     2014
9     701     4   Royals    2014

Aggregazioni

Una funzione aggregata restituisce un singolo valore aggregato per ogni gruppo. Una volta che il filegroup by viene creato l'oggetto, è possibile eseguire diverse operazioni di aggregazione sui dati raggruppati.

Un ovvio è l'aggregazione tramite aggregato o equivalente agg metodo -

# import the pandas library
import pandas as pd
import numpy as np

ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
   'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
   'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
   'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
   'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)

grouped = df.groupby('Year')
print grouped['Points'].agg(np.mean)

Suo output è il seguente -

Year
2014   795.25
2015   769.50
2016   725.00
2017   739.00
Name: Points, dtype: float64

Un altro modo per vedere la dimensione di ogni gruppo è applicare la funzione size () -

import pandas as pd
import numpy as np

ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
   'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
   'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
   'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
   'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)

Attribute Access in Python Pandas
grouped = df.groupby('Team')
print grouped.agg(np.size)

Suo output è il seguente -

Points   Rank   Year
Team
Devils        2      2      2
Kings         3      3      3
Riders        4      4      4
Royals        2      2      2
kings         1      1      1

Applicazione di più funzioni di aggregazione contemporaneamente

Con le serie raggruppate, puoi anche superare un file list o dict of functions per eseguire l'aggregazione e generare DataFrame come output -

# import the pandas library
import pandas as pd
import numpy as np

ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
   'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
   'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
   'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
   'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)

grouped = df.groupby('Team')
print grouped['Points'].agg([np.sum, np.mean, np.std])

Suo output è il seguente -

Team      sum      mean          std
Devils   1536   768.000000   134.350288
Kings    2285   761.666667    24.006943
Riders   3049   762.250000    88.567771
Royals   1505   752.500000    72.831998
kings     812   812.000000          NaN

Trasformazioni

La trasformazione su un gruppo o una colonna restituisce un oggetto indicizzato della stessa dimensione di quello che viene raggruppato. Pertanto, la trasformazione dovrebbe restituire un risultato della stessa dimensione di quello di un blocco di gruppo.

# import the pandas library
import pandas as pd
import numpy as np

ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
   'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
   'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
   'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
   'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)

grouped = df.groupby('Team')
score = lambda x: (x - x.mean()) / x.std()*10
print grouped.transform(score)

Suo output è il seguente -

Points        Rank        Year
0   12.843272  -15.000000  -11.618950
1   3.020286     5.000000   -3.872983
2   7.071068    -7.071068   -7.071068
3  -7.071068     7.071068    7.071068
4  -8.608621    11.547005  -10.910895
5        NaN          NaN         NaN
6  -2.360428    -5.773503    2.182179
7  10.969049    -5.773503    8.728716
8  -7.705963     5.000000    3.872983
9  -7.071068     7.071068   -7.071068
10  7.071068    -7.071068    7.071068
11 -8.157595     5.000000   11.618950

Filtrazione

La filtrazione filtra i dati in base a criteri definiti e restituisce il sottoinsieme di dati. Ilfilter() viene utilizzata per filtrare i dati.

import pandas as pd
import numpy as np

ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
   'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
   'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
   'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
   'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)

print df.groupby('Team').filter(lambda x: len(x) >= 3)

Suo output è il seguente -

Points  Rank     Team   Year
0      876     1   Riders   2014
1      789     2   Riders   2015
4      741     3   Kings    2014
6      756     1   Kings    2016
7      788     1   Kings    2017
8      694     2   Riders   2016
11     690     2   Riders   2017

Nella condizione di filtro sopra, chiediamo di restituire i team che hanno partecipato tre o più volte all'IPL.

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