数据分析和机器学习库Pandas的使用

Pandas 库是一个免费、开源的第三方 Python 库，是 Python 数据分析和机器学习的工具之一。Pandas 提供了两种数据结构，分别是 Series（一维数组结构）与 DataFrame（二维数组结构），极大地增强的了 Pandas 的数据分析能力。

import pandas as pd
import numpy as np

Series

• Series是一种类似于一维数组的对象，由下面两个部分组成：
  • Values：一组数据（ndarray类型）
  • index：相关的数据索引标签
• Series的创建
  • 由列表或numpy数组创建
  • 由字典创建

s1 = pd.Series([1,2,3,4,5])
s1

s1 = pd.Series([1,2,‘three’,4,5.1])
s1
#Series只可以存储相同类型的元素

#使用一维数组作为Series的数据源
s2 = pd.Series(np.random.randint(0,10,size=(4,)))
s2

#使用字典作为Series的数据源
dic = {
‘name’:‘bobo’,
‘age’:20,
‘salary’:1000
}
s3 = pd.Series(dic)
s3
#字典做Series的数据源，字典的key充当的是Series的索引，字典的value值充当的是Series的value值

• Series的索引
  • 隐式索引：默认形式的索引（0,1,2…）
  • 显式索引：自定义的索引，可以通过index参数设置显式索引

s4 = pd.Series([99,100,120],index=[‘语文’,‘数学’,‘英语’])
s4

显式索引的作用：增加了数据的可读性

• Series的索引和切片：和列表一致

s = pd.Series([99,100,120,100],index=[‘语文’,‘数学’,‘英语’,‘理综’])
s
#显式索引不会覆盖隐式索引

#索引操作
s[0],s[‘语文’],s.语文

s[[0,1]],s[[‘语文’,‘理综’]]

#切片
s[0:3],s[‘语文’:‘理综’]

• Series的常用属性
  • shape
  • size
  • index
  • values

s.shape#返回形状
s.size#返回Series元素的个数
s.index#返回索引
s.values#返回value值

• Series的常用方法（重要）
  • head(),tail()
  • unique(),nunuque(),values_counts()
  • isnull(),notnull()
  • add(),sub(),mul(),div()

s1 = pd.Series(np.random.randint(0,10,size=(5,)),index=[‘a’,‘b’,‘c’,‘d’,‘e’])
s2 = pd.Series(np.random.randint(0,10,size=(5,)),index=[‘a’,‘b’,‘c’,‘f’,‘e’])

s1

s2

s = s1 + s2 #s1.add(s2)
s #Series的运算法则：只有索引一致的元素可以进行算术运算，否则就补空NaN

s.head(3) #只显示前3个元素

s.tail(2) #只显示后2个元素

#nuique():对Series的元素进行去重
s.unique()

#nunique():可以统计去重后非空元素的个数
s.nunique()
4
#value_counts():可以统计Series中非空元素出现的次数
s.value_counts()

#isnull():可以对Series中存储的每一个元素进行空值判定，如果为空则返回True，否则返回False
s.isnull()

#notnull():可以对Series中存储的每一个元素进行非空判定，如果为非空则返回True，否则返回False
s.notnull()

#可以使用布尔值作为Series的索引进行取值：可以将True对应位置的元素取出，False对应的元素忽略
s[[True,True,True,False,True,False]]
#对Series中的空值进行了过滤

s[s.notnull()] #实现了空值的过滤

DataFrame（重点）

• DataFrame是一个【表格型】的数据结构。DataFrame由按一定顺序排列的多列数据组成。设计初衷是将Series的使用场景从一维拓展到多维。DataFrame既有行索引，也有列索引。

  • 行索引：index
  • 列索引：columns
  • 值：values

• DataFrame的创建

  • ndarray创建
  • 字典创建

df1 = pd.DataFrame(data=np.random.randint(0,10,size=(5,6)))
df1

dic = {
‘name’:[‘bobo’,‘tom’,‘jerry’],
‘age’:[19,20,21]
}
df2 = pd.DataFrame(data=dic)
df2 #字典的key作为df的列索引

#可以指定df的显示行列索引
df3 = pd.DataFrame(data=np.random.randint(0,10,size=(2,3)),columns=[‘a’,‘b’,‘c’],index=[‘甲’,‘乙’])
df3

• 问题：DataFrame中是否可以存储不同类型的元素？
  • 可以的
• DataFrame的属性
  • values、columns、index、shape

df3.values #df的value值
df3.columns #返回列索引
df3.index #返回行索引
df3.shape #返回形状
(2,3)
#info():查看df表格的基本信息
df3.info()

• DataFrame索引操作（重点）
  • 对列进行索引
  • 对行进行索引
  • 对元素进行索引

df = pd.DataFrame(data=np.random.randint(0,100,size=(5,6)),index=[‘a’,‘b’,‘c’,‘d’,‘e’])
df

#索引取单列
df[0]

#索引取多列
df[[0,3]]

#索引取单行
df.loc[‘a’] #loc后面务必要使用显式索引

df.iloc[0] #iloc后面务必使用隐式索引

#索引取多行
df.loc[[‘a’,‘e’]]

#索引取元素
df.iloc[0,1]
67
df.loc[‘a’,0]
7

• DataFrame的切片操作（重点）
  • 对行进行切片
  • 对列进行切片

#切行
df[0:3]

#切列
df.iloc[:,0:3]

• 时间数据类型的转换
  • pd.to_datetime(col)

dic = {
‘name’:[‘zhangsan’,‘lisi’,‘wangwu’],
‘hire_date’:[“2022-01-10”,“2021-11-11”,“2022-09-09”],
‘salary’:[1000,2000,3000]
}
df = pd.DataFrame(dic)
df

df.info()

df[‘hire_date’] = pd.to_datetime(df[‘hire_date’])

df.info()

#提取时间类型数据中的年，月，日，周
df[‘hire_date’].dt.year #提取年份
df[‘hire_date’].dt.month #提取月份
df[‘hire_date’].dt.day #提取天
df[‘hire_date’].dt.week #提取周

• 将某一列设置为行索引
  • df.set_index()

df.set_index(‘hire_date’)

• reset_index():可以将Series转换成一个df

s = pd.Series([1,2,3,4,5],index=[‘a’,‘b’,‘c’,‘d’,‘e’])
s

s.reset_index()

• 将df中的数据存储到外部文件中

df.to_csv(‘./df.csv’)

• 可以将外部文件的数据加载到df

data = pd.read_csv(‘df.csv’)
data

#删除指定的行or列
data.drop(columns=‘Unnamed: 0’,inplace=True) #删除列

#删除行
data.drop(index=0,inplace=True)

data

• 如何将MySQL和pandas进行关联
  • 工具：pymysql（可以使用python程序远程连接指定的数据库）
  • 安装工具：pip install pymysql

import pymysql
#1.使用pymysql连接数据库
conn = pymysql.Connect(
host = “127.0.0.1”, #数据库服务器的ip地址
port = 3306, #mysql端口号
user = ‘root’,#用户名
password = ‘自己设置的MySQL密码’,
db = ‘testdb’
)

#2.将数据库库表中的数据读取加载到df
sql = ‘select job,ename from emp where sal > 1000’
df = pd.read_sql(sql,conn)
df

源文件可在这里下载：
https://download.csdn.net/download/ak2111/89023256?spm=1001.2014.3001.5501