11、布尔索引的使用及相关操作

布尔索引的使用及相关操作

1. 索引排序对选择性能的影响

在数据选择时,索引的排序状态会对性能产生显著影响。当索引未排序且包含重复值时,如 college2 ,pandas 需要检查索引中的每个值才能进行正确选择。而当索引已排序,如 college3 ,pandas 会利用二分查找算法来大幅提高性能。

若使用唯一列作为索引,pandas 会用哈希表实现唯一索引,从而使选择速度更快。无论索引长度如何,每个索引位置的查找时间几乎相同。

此外,布尔选择比索引选择更具灵活性,因为它可以基于任意数量的列进行条件筛选。我们还可以将多列连接起来形成索引,示例代码如下:

college.index = college['CITY'] + ', ' + college['STABBR']
college = college.sort_index()
college.head()

通过这种方式,我们可以在不使用布尔索引的情况下选择特定城市和州的所有学院,例如选择迈阿密、佛罗里达州的所有学院:

college.loc['Miami, FL'].head()

同时,我们可以比较复合索引选择和布尔索引的速度,结果显示两者存在一个数量级以上的差异:

%%timeit
crit1 = college['CITY'] == 'Miami
【2025年10月最新优化算法】混沌增强领导者黏菌算法(Matlab代码实现)内容概要:本文档介绍了2025年10月最新提出的混沌增强领导者黏菌算法(Matlab代码实现),属于智能优化算法领域的一项前沿研究。该算法结合混沌机制与黏菌优化算法,通过引入领导者策略提升搜索效率和全局寻优能力,适用于复杂工程优化问题的求解。文档不仅提供完整的Matlab实现代码,还涵盖了算法原理、性能验证及与其他优化算法的对比分析,体现了较强的科研复现性和应用拓展性。此外,文中列举了大量相关科研方向和技术应用场景,展示其在微电网调度、路径规划、图像处理、信号分析、电力系统优化等多个领域的广泛应用潜力。; 适合人群:具备一定编程基础和优化理论知识,从事科研工作的研究生、博士生及高校教师,尤其是关注智能优化算法及其在工程领域应用的研发人员;熟悉Matlab编程环境者更佳。; 使用场景及目标:①用于解决复杂的连续空间优化问题,如函数优化、参数辨识、工程设计等;②作为新型元启发式算法的学习与教学案例;③支持高水平论文复现与算法改进创新,推动在微电网、无人机路径规划、电力系统等实际系统中的集成应用; 其他说明:资源包含完整Matlab代码和复现指导,建议结合具体应用场景进行调试与拓展,鼓励在此基础上开展算法融合与性能优化研究。
当然!我会逐步详细解释创建 Series 和使用布尔索引的过程。以下是详细的分步说明: ### 创建 Pandas Series #### 步骤1:导入 Pandas 库 首先,我们需要导入 Pandas 库。Pandas 是一个功能强大的数据处理库,特别适用于处理表格数据。 ```python import pandas as pd ``` #### 步骤2:定义数据索引 接下来,我们定义 Series 的数据和对应的索引。这里我们将数据设置为 `[10, 20, 30, 40, 50]`,索引设置为 `['a', 'b', 'c', 'd', 'e']`。 ```python data = [10, 20, 30, 40, 50] index = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] ``` #### 步骤3:创建 Series 使用 `pd.Series()` 函数创建一个带有指定数据索引的 Series。 ```python series = pd.Series(data, index=index) ``` #### 步骤4:输出 Series 最后,我们可以打印这个 Series 来查看其内容。 ```python print(series) ``` 运行上述代码后,输出将会是: ``` a 10 b 20 c 30 d 40 e 50 dtype: int64 ``` ### 使用布尔索引筛选数据 布尔索引Pandas 中非常强大的功能,可以通过条件表达式来筛选数据。我们将筛选出大于等于 30 且小于 50 的元素,并获取它们的索引。 #### 步骤1:定义条件表达式 我们需要定义两个条件: - 元素大于等于 30 (`series >= 30`) - 元素小于 50 (`series < 50`) 使用逻辑运算符 `&` 将这两个条件组合在一起: ```python condition = (series >= 30) & (series < 50) ``` `condition` 是一个布尔 Series,表示哪些元素满足条件。例如: ``` a False b False c True d True e False dtype: bool ``` #### 步骤2:应用布尔索引筛选 Series 使用布尔 Series `condition` 来筛选原始 Series 中的元素: ```python filtered_series = series[condition] ``` `filtered_series` 将只包含满足条件的元素: ``` c 30 d 40 dtype: int64 ``` #### 步骤3:获取对应的索引 我们可以使用 `.index` 属性来获取筛选后的 Series 的索引: ```python filtered_index = filtered_series.index ``` `filtered_index` 包含的是符合条件的索引: ``` Index(['c', 'd'], dtype='object') ``` ### 完整代码 下面是完整的代码,包括创建 Series 和使用布尔索引进行筛选: ```python import pandas as pd # 定义数据索引 data = [10, 20, 30, 40, 50] index = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e'] # 创建 Series series = pd.Series(data, index=index) # 打印原始 Series print("原始 Series:") print(series) # 定义条件表达式 condition = (series >= 30) & (series < 50) # 应用布尔索引筛选 Series filtered_series = series[condition] # 获取对应的索引 filtered_index = filtered_series.index # 打印筛选后的 Series 和索引 print("\n筛选后的 Series:") print(filtered_series) print("\n对应的索引:") print(filtered_index) ``` ### 运行结果 运行上述代码后,将会得到如下输出: ``` 原始 Series: a 10 b 20 c 30 d 40 e 50 dtype: int64 筛选后的 Series: c 30 d 40 dtype: int64 对应的索引: Index(['c', 'd'], dtype='object') ``` ### 知识点 1. **Pandas 布尔索引**:通过布尔表达式筛选数据。 - 详解:`series[condition]` 根据条件筛选 Series 中的元素。 2. **条件表达式**:使用逻辑运算符组合多个条件。 - 详解:`&` 表示逻辑与,`|` 表示逻辑或。 3. **索引操作**:获取 Series 中的索引。 - 详解:`series.index` 返回 Series 的索引对象。 希望这些详细的步骤和解释能够帮助您更好地理解和使用 Pandas 中的布尔索引功能。如果有更多问题,请随时询问!
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值