搞懂Pandas数据合并,这一篇就够了!

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2022-04-20 19:55

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数据合并是数据处理过程中的必经环节,pandas作为数据分析的利器,提供了四种常用的数据合并方式(concat,merge,append,join),让我们看看如何使用这些方法吧!

1.concat()

concat() 可用于两个及多个 DataFrame 间行/列方向进行内联或外联拼接操作,默认对行(沿 y 轴)取并集。

「使用方式」

pd.concat(
    objs: Union[Iterable[~FrameOrSeries], Mapping[Union[Hashable, NoneType], ~FrameOrSeries]],
    axis=0,
    join='outer',
    ignore_index: bool = False,
    keys=None,
    levels=None,
    names=None,
    verify_integrity: bool = False,
    sort: bool = False,
    copy: bool = True,
)

「主要参数」

  • objs:一个序列或是Series,DataFrame对象的映射。
  • axis:连接的轴,0('index',行),1('columns',列),默认为0。
  • join:连接方式 ,inner(交集), outer(并集),默认为outer。
  • ignore_index:是否重置串联轴的索引值。如果为True,则重置索引为0,…, n - 1。
  • keys:创建层次化索引。可以是任意值的列表或数组、元组数组、数组列表(如果将levels设置成多级数组的话)
  • names:生成的分层索引中级别的名称。

示例

创建两个 DataFrame

df1 = pd.DataFrame(
          {'char': ['a''b'],
           'num': [12]})
df2 = pd.DataFrame(
          {'char': ['b''c'],
           'num': [34]})

concat() 默认会对行方向进行拼接操作,连接方式 outer

pd.concat([d1, d2])

清除现有索引并重置索引。

pd.concat(
    [d1, d2],
    ignore_index=True)

通过 keys 参数在数据的最外层添加分层索引。

pd.concat(
    [d1, d2],
    keys=['d1''d2'])

指定 names 参数来标记创建的索引键。

pd.concat(
    [d1, d1],
    keys=['d1''d2'],
    names=['DF Name''Row ID'])

将两个 DataFrame 与重叠的列进行组合并返回所有内容。交集外的列填充 NaN

df3 = pd.DataFrame(
          {'char': ['b''c'],
          'float': [3.04.0]})
pd.concat([df1, df3])

将两个 DataFrame 与重叠的列进行组合,只返回重叠列的内容。

pd.concat(
    [df1, df3],
    join="inner")

指定 axis=1 沿 x 轴水平组合 DataFrame 对象。

df4 = pd.DataFrame(
          {'char': ['b''c''d'],
           'num': [345]},
           index=range(14))
pd.concat([df1, df4], axis=1)

2.merge()

merge() 只能用于两个 DataFrame 间列方向进行内联或外联合并操作,默认列合并(沿 x 轴),取交集(即:以两个 DataFrame 列名的交集作为连接键)

「使用方式」

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

「参数」

  • left:DataFrame
  • right:DataFrame 或者带有 name 的Series
  • how:{'left', 'right', 'outer', 'inner'}, 默认为 'inner',连接的方式
  • on:用于连接的列索引名称,必须同时存在于左、右两个DataFrame中,默认是以两个DataFrame列名的交集作为连接键。
  • left_on:左侧DataFrame中用于连接键的列名,这个参数在左右列名不同但代表的含义相同时非常有用;
  • right_on:右侧DataFrame中用于连接键的列名
  • left_index:默认为False,不使用左侧DataFrame中的行索引作为连接键(但是这种情况下最好用JOIN)
  • right_index:默认为False,不使用右侧DataFrame中的行索引作为连接键( 但是这种情况下最好用JOIN)
  • sort:默认为False,将合并的数据进行排序,设置为False可以提高性能
  • suffixes:字符串值组成的元组,用于指定当左右DataFrame存在相同列名时在列名后面附加的后缀名称,默认为(’_x’, ‘_y’)
  • copy:默认为True,总是将数据复制到数据结构中,设置为False可以提高性能
  • indicator:显示合并数据中数据的来源情况
  • validate:{"one_to_one" or "1:1", "one_to_many" or "1:m", "many_to_one" or "m:1", "many_to_many" or "m:m"}如果指定,则检查合并是否为指定类型。

示例

创建两个DataFrame

df1 = pd.DataFrame(
          {'name': ['A1''B1''C1'],
           'grade': [607080]})
df2 = pd.DataFrame(
          {'name': ['B1''C1''D1'],
           'grade': [7080100]})

merge() 默认情况下,会根据两个 DataFrame 中同时存在的列进行合并,合并方法采用取交集的方式。

df1.merge(df2)

指定合并的方式为 outer,取并集。

df1.merge(df2, how='outer')

下面再创建两个 DataFrame

df1 = pd.DataFrame(
      {'name1': ['A1''B1''B1''C1'],
       'grade': [60708090]})
df2 = pd.DataFrame(
      {'name2': ['B1''C1''D1''E1'],
       'grade': [708090100]})

根据 name1name2 列合并 df1df2grade 列附加了默认后缀 _x_y

df1.merge(
    df2,
    left_on='name1',
    right_on='name2')

合并 df1df2,并将指定的左右后缀附加到重叠列末尾。

df1.merge(
    df2,
    left_on='name1',
    right_on='name2',
    suffixes=('_1''_2'))

3.append()

append() 可用于两个及多个 DataFrame 间行方向(沿 y 轴)的拼接操作,默认取并集。

「使用方式」

df1.append(
    other,
    ignore_index=False,
    verify_integrity=False,
    sort=False)

「参数」

  • other : 指定要添加的数据。DataFrame 或 Series 对象,或这些对象的列表
  • ignore_index: 是否忽略索引,如果为 True,轴将被重置为 0, 1, ..., n - 1。默认为False
  • verify_integrity:如果为 True,则在创建具有重复项的索引时引发 ValueError。默认为 False
  • sort : 如果 df1 和 other 的列未对齐,则对列进行排序。默认为 False。

示例

创建两个 DataFrame

df1 = pd.DataFrame(
          [[12], [34]],
          columns=list('AB'))
df2 = pd.DataFrame(
          [[56], [78]],
          columns=list('BC'))

append() 在默认情况下会沿y轴垂直拼接两个 DataFramedf1df2 交集外的列填充 NaN

df1.append(df2)

ignore_index 设置为 True,来达到重置轴的索引。

df1.append(df2, ignore_index=True)

4.join()

join() 用于两个及多个 DataFrame 间列方向(沿 x 轴)的拼接操作,默认左拼接。

「使用方式」

df1.join(
    other,
    on=None,
    how='left',
    lsuffix='',
    rsuffix='',
    sort=False)
  • other:指定要添加的数据。DataFrame 或 Series 对象,或这些对象的列表
  • on:连接的列,默认使用索引连接
  • how:{'left', 'right', 'outer', 'inner'}, 默认为 'left',连接的方式
  • lsuffix:默认为空字符串,表示df1中重复列的后缀
  • rsuffix:other中重复列的后缀
  • sort:按照字典顺序对结果在连接键上排序。如果为False,连接键的顺序取决于连接类型(关键字)。

示例

创建两个 DataFrame

df1 = pd.DataFrame(
          {'A': ['A0''A1''A2''A3''A4'],
          'val': ['V0''V1''V2''V3''V4']})
df2 = pd.DataFrame(
          {'B': ['B3''B4''B5'],
          'val': ['V3''V4''V5']})

如果我们想使用 val 列进行连接,我们需要将 val 设置为 df1df2 中的索引。

df1.set_index('val').join(
    df2.set_index('val'))

使用 val 列连接的另一个方法是指定 on 参数。df1.join 只能使用 df2 的索引,但可以使用 df1 中的任何列。所以可以只将 df2 中的 val 列转为索引,并通过 on 参数指定 df1 的连接列为 val

df1.join(
    df2.set_index('val'),
    on='val')

使用外连接的方式连接 df1df2

df1.join(
    df2.set_index('val'),
    on='val',
    how='outer')

四种方法总结

  • concat() 可沿任意轴连接 Pandas 对象,并且可在串联轴上添加一层分层索引
  • join() 主要用于基于行索引进行列的拼接
  • merge() 使用数据库样式的连接合并,连接是基于列或索引。
  • 一般情况下 append(), join() 可以看成是 concat()merge()的简易版,参数较少,易用性比较强。
不同的方式适用于不同的场景,实践是加深记忆的最快!

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