Pandas知识点-详解表级操作管道函数pipe-轻识

前面的文章介绍过Pandas中的元素级处理函数和行列级处理函数，本文介绍表级的处理函数DataFrame.pipe()，pipe()常被称为管道函数。

pipe()参数和用法介绍

pipe(func, *args, **kwargs):

func: 用于对数据进行表级处理的函数，函数可以是内置函数、库函数、自定义函数或匿名函数。
*args: 传递给函数func的位置参数。
**kwargs: 传递给函数func的关键字参数。

返回数据：

返回一个新的DataFrame。

pipe()函数基本使用

# coding=utf-8
import pandas as pd
import numpy as np

df = pd.DataFrame({'Col-1': [1, 3, 5], 'Col-2': [5, 7, 9]})
print(df)
res = df.pipe(np.square)
print('-'*30, '\n', res, sep='')

   Col-1  Col-2
0      1      5
1      3      7
2      5      9
------------------------------
   Col-1  Col-2
0      1     25
1      9     49
2     25     81

当pipe()只对DataFrame进行一次函数处理时，它的效果等同于直接用函数对DataFrame处理：func(df)，与apply()、applymap()、map()等的处理结果也一样。

如果只对DataFrame做一次处理，建议使用apply()，pipe()函数的精髓在于对DataFrame做多次处理时，使用链式调用。

pipe()函数链式调用

先看如下三个函数对DataFrame的处理。

df_one = np.square(df)
print('-'*30, '\n', df_one, sep='')
df_two = np.multiply(df_one, 2)
print('-'*30, '\n', df_two, sep='')
df_three = np.add(df_two, 10)
print('-'*30, '\n', df_three, sep='')

------------------------------
   Col-1  Col-2
0      1     25
1      9     49
2     25     81
------------------------------
   Col-1  Col-2
0      2     50
1     18     98
2     50    162
------------------------------
   Col-1  Col-2
0     12     60
1     28    108
2     60    172

这三个函数依次对DataFrame进行一步处理，前一个函数的输出是后一个函数的输入。

这三个函数也可以嵌套在一起，写到一行代码中。

result = np.add(np.multiply(np.square(df), 2), 10)
print('-'*30, '\n', result, sep='')

------------------------------
   Col-1  Col-2
0     12     60
1     28    108
2     60    172

函数嵌套在一起写的最终结果没有改变，功能上没有问题。

但是可读性不高，不够Pythonic，不够优雅。如果嵌套的层数更多，甚至可能会误导读代码的人。

遇到类似的情况，非常适合使用pipe()来链式调用，提高可读性。

pipe_result = df.pipe(np.square).pipe(np.multiply, 2).pipe(np.add, 10)
print('-'*30, '\n', pipe_result, sep='')

------------------------------
   Col-1  Col-2
0     12     60
1     28    108
2     60    172

使用pipe()进行链式调用，将每个函数依次传入到pipe()中，执行完一个函数，再将结果传递给链式调用的下一个函数，pipe()就像一根管道一样。

这样看起来不仅先后顺序一目了然，而且逻辑清晰，可读性非常高，非常优雅。

在数据分析时，对数据做多次处理是非常正常的，这正是pipe()的最大用途。

pipe()链式调用还有另一种写法，将所有的pipe()换行缩进对齐。

pipe_result = (df.pipe(np.square)
                 .pipe(np.multiply, 2)
                 .pipe(np.add, 10))
print('-'*30, '\n', pipe_result, sep='')

------------------------------
   Col-1  Col-2
0     12     60
1     28    108
2     60    172

写Python代码时，在需要换行的代码外层加上括号，换行后不会报错，也不需要在换行的地方加反斜杠。此外，还可以调整代码的缩进，将代码对齐，大大提高可读性。这种方式在链式调用时经常使用。

pipe()中func的另一种传参方式

def add_num(num, dfx):
    df_new = dfx.add(num)
    return df_new

res = df.pipe((add_num, 'dfx'), 10)
print('-'*30, '\n', res, sep='')
res = df.pipe((add_num, 'dfx'), num=100)
print('-'*30, '\n', res, sep='')

------------------------------
   Col-1  Col-2
0     11     15
1     13     17
2     15     19
------------------------------
   Col-1  Col-2
0    101    105
1    103    107
2    105    109

pipe()中调用的大部分函数func的第一个参数都是接收DataFrame，所以pipe()默认将DataFrame传给func的第一个参数。

但有一些函数不是在第一个参数接收DataFrame，如本例的add_num(num, dfx)函数，这种情况如果直接将函数func传到pipe()中，会报错。

正确的传参语法为元组(callable, data_keyword)的形式，callable指定在pipe()中调用的函数，data_keyword指定将DataFrame传给函数的哪一个参数(用字符串指定)，函数func的其他参数传递方式不变，传给*args和**kwargs。如df.pipe((add_num, 'dfx'), 10)表示将df传递给add_num()函数的第二个位置参数dfx。

以上就是pandas中表级操作函数pipe()的用法介绍和分析，如果本文的内容对你有帮助，欢迎点赞、在看和分享，也可以关注和联系我一起交流讨论。

参考文档：

[1] pandas中文网：https://www.pypandas.cn/docs/

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