python科学计算之Pandas使用(二)

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作者老齐 编辑 zenRRan 链接 http://wiki.jikexueyuan.com/project/start-learning-python/311.html

Pandas 是基于 NumPy 的一个非常好用的库，正如名字一样，人见人爱。之所以如此，就在于不论是读取、处理数据，用它都非常简单。昨天介绍了 最常见的Pandas数据类型Series的使用，今天讲的Pandas的另一个最常见的数据类型DataFrame的使用。

DataFrame

DataFrame 是一种二维的数据结构，非常接近于电子表格或者类似 mysql 数据库的形式。它的竖行称之为 columns，横行跟前面的 Series 一样，称之为 index，也就是说可以通过 columns 和 index 来确定一个主句的位置。（有人把 DataFrame 翻译为“数据框”，是不是还可以称之为“筐”呢？向里面装数据嘛。)

下面的演示，是在 Python 交互模式下进行，读者仍然可以在 ipython notebook 环境中测试。

这是定义一个 DataFrame 对象的常用方法——使用 dict 定义。字典的“键”（"name"，"marks"，"price"）就是 DataFrame 的 columns 的值（名称），字典中每个“键”的“值”是一个列表，它们就是那一竖列中的具体填充数据。上面的定义中没有确定索引，所以，按照惯例（Series 中已经形成的惯例）就是从 0 开始的整数。从上面的结果中很明显表示出来，这就是一个二维的数据结构（类似 excel 或者 mysql 中的查看效果）。

上面的数据显示中，columns 的顺序没有规定，就如同字典中键的顺序一样，但是在 DataFrame 中，columns 跟字典键相比，有一个明显不同，就是其顺序可以被规定，向下面这样做：

跟 Series 类似的，DataFrame 数据的索引也能够自定义。

报错了。这个报错信息就太不友好了，也没有提供什么线索。这就是交互模式的不利之处。修改之，错误在于 index 的值——列表——的数据项多了一个，data 中是三行，这里给出了四个项（['a','b','c','d']）。

读者还要注意观察上面的显示结果。因为在定义 f3 的时候，columns 的参数中，比以往多了一项('debt')，但是这项在 data 这个字典中并没有，所以 debt 这一竖列的值都是空的，在 Pandas 中，空就用 NaN 来代表了。

定义 DataFrame 的方法，除了上面的之外，还可以使用“字典套字典”的方式。

在字典中就规定好数列名称（第一层键）和每横行索引（第二层字典键）以及对应的数据（第二层字典值），也就是在字典中规定好了每个数据格子中的数据，没有规定的都是空。

如果额外确定了索引，就如同上面显示一样，除非在字典中有相应的索引内容，否则都是 NaN。

前面定义了 DataFrame 数据（可以通过两种方法），它也是一种对象类型，比如变量 f3 引用了一个对象，它的类型是 DataFrame。承接以前的思维方法：对象有属性和方法。

DataFrame 对象的 columns 属性，能够显示素有的 columns 名称。并且，还能用下面类似字典的方式，得到某竖列的全部内容（当然包含索引）：

这是什么？这其实就是一个 Series，或者说，可以将 DataFrame 理解为是有一个一个的 Series 组成的。

一直耿耿于怀没有数值的那一列，下面的操作是统一给那一列赋值：

除了能够统一赋值之外，还能够“点对点”添加数值，结合前面的 Series，既然 DataFrame 对象的每竖列都是一个 Series 对象，那么可以先定义一个 Series 对象，然后把它放到 DataFrame 对象中。如下：

将 Series 对象(sdebt 变量所引用) 赋给 f3['debt']列，Pandas 的一个重要特性——自动对齐——在这里起做用了，在 Series 中，只有两个索引（"a","c"），它们将和 DataFrame 中的索引自动对齐。于是乎：

自动对齐之后，没有被复制的依然保持 NaN。

还可以更精准的修改数据吗？当然可以，完全仿照字典的操作：

这些操作是不是都不陌生呀，这就是 Pandas 中的两种数据对象。