Pandas 分组数据分析

Pandas 提供groupby()、 agg() 方法可以实现分组数据分析，如计数、平均值、最值等。本文通过pandas.DataFrame.groupby()对列进行分组，然后获得每组的大小和数量，groupby()函数用于把相同数据分为组，然后基于组运用聚集函数。

准备示例数据

首先创建示例数据，接着执行示例代码验证结果。示例数据包括列课程、费用、时长、折扣：

# Create a DataFrame.
import pandas as pd
technologies   = ({
    'Courses':["Spark","PySpark","Hadoop","Python","Hadoop","Hadoop","Spark","Python","Spark"],
    'Fee' :[22000,25000,23000,24000,26000,25000,25000,22000,25000],
    'Duration':['30days','50days','55days', '40days','55days','35days','30days','40days','40days'],
    'Discount':[1000,2300,1000,1200,2500,1200,1400,1000,1200]
          })
df = pd.DataFrame(technologies)
print(df)

输出结果如下：

   Courses    Fee Duration  Discount
0    Spark  22000   30days      1000
1  PySpark  25000   50days      2300
2   Hadoop  23000   55days      1000
3   Python  24000   40days      1200
4   Hadoop  26000   55days      2500
5   Hadoop  25000   35days      1200
6    Spark  25000   30days      1400
7   Python  22000   40days      1000
8    Spark  25000   40days      1200

分组调用size()

使用DataFrame.groupby()进行分组，使用size函数对每组进行计数。size用于获得对象中元素数量（int类型），Series对象返回行数，DataFrame对象返回行和列乘积 (rows * columns)。

# Use DataFrame.size()
df2=df.groupby(['Courses','Duration'])
df2=df.groupby(['Courses', 'Duration']).size().reset_index(name='counts')
print(df2)

输出结果如下，reset_index(name=‘counts’)用户设置列计数标题：

   Courses Duration  counts
0   Hadoop   35days       1
1   Hadoop   55days       2
2  PySpark   50days       1
3   Python   40days       2
4    Spark   30days       2
5    Spark   40days       1s

分组调用agg()

另外，groupby方法还可以和agg()函数一起使用。agg函数可以在DataFrame的一个维度上应用一个或多个聚集函数，axis缺省为0，即索引（按行计算）。下面对每组执行计数和均值函数：

# Pandas .groupby() and using agg() Method.
df2 = df.groupby(['Courses', 'Duration']).agg(['mean', 'count'])
print(df2)

输出结果：

                     Fee       Discount      
                     mean count     mean count
Courses Duration                              
Hadoop  35days    25000.0     1   1200.0     1
        55days    24500.0     2   1750.0     2
PySpark 50days    25000.0     1   2300.0     1
Python  40days    23000.0     2   1100.0     2
Spark   30days    23500.0     2   1200.0     2
        40days    25000.0     1   1200.0     1

使用groupby().describe()函数获得统计信息

本节使用groupby().describe()获得每组的统计信息。describe()作为统计工具可以应用于任何变量后组，它的输出依赖于你是否应用于数值列和字符列：

# Pandas Get Statistics Using groupby().describe()
df2=df.groupby(['Courses', 'Duration'])['Discount'].describe()
print(df2)

输出结果如下：

                  count    mean          std  ...     50%     75%     max
Courses Duration                              ...                        
Hadoop  35days      1.0  1200.0          NaN  ...  1200.0  1200.0  1200.0
        55days      2.0  1750.0  1060.660172  ...  1750.0  2125.0  2500.0
PySpark 50days      1.0  2300.0          NaN  ...  2300.0  2300.0  2300.0
Python  40days      2.0  1100.0   141.421356  ...  1100.0  1150.0  1200.0
Spark   30days      2.0  1200.0   282.842712  ...  1200.0  1300.0  1400.0
        40days      1.0  1200.0          NaN  ...  1200.0  1200.0  1200.0

我们也可以在describe()函数中指定聚集函数：

# Pandas DataFrame.groupby() and describe() function.
df2=df.groupby(['Courses', 'Duration'])['Discount'].describe()[['count', 'mean']]
print(df2)

输出结果：

                  count    mean
Courses Duration               
Hadoop  35days      1.0  1200.0
        55days      2.0  1750.0
PySpark 50days      1.0  2300.0
Python  40days      2.0  1100.0
Spark   30days      2.0  1200.0
        40days      1.0  1200.0

通过DataFrame.value_counts统计

通过DataFrame.value_counts获取每组的统计信息。value_counts函数用于获得包含唯一值计数：

# Get statistics by DataFrame.value_counts.
df2=df.value_counts(subset=['Courses', 'Duration'])
print(df2)

输出结果：

Courses  Duration
Hadoop   55days      2
Python   40days      2
Spark    30days      2
Hadoop   35days      1
PySpark  50days      1
Spark    40days      1
dtype: int64

其他示例

下面示例，为了获得多个统计信息，但不要索引列，保留列名称：

df2 = df.groupby(['Courses','Duration']).agg(['mean', 'count'])
df2.columns = [ ' '.join(str(i) for i in col) for col in df2.columns]
df2.reset_index(inplace=True)
print(df2)

输出结果：

   Courses Duration  Fee mean  Fee count  Discount mean  Discount count
0   Hadoop   35days     25000          1           1200               1
1   Hadoop   55days     24500          2           1750               2
2  PySpark   50days     25000          1           2300               1
3   Python   40days     23000          2           1100               2
4    Spark   30days     23500          2           1200               2
5    Spark   40days     25000          1           1200               1

总结

本文我们学习了如何使用groupby对单个和多个列进行分组，通过对每组执行counts,size,max,min,mean,describe等聚集函数。