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          pandas中使用 Merge、Join 、Concat 合并數(shù)據(jù)效率對(duì)比

          共 10663字,需瀏覽 22分鐘

           ·

          2022-11-29 05:29

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          來源:Deephub Imba


          在 Pandas 中有很多種方法可以進(jìn)行dataframe(數(shù)據(jù)框)的合并。

          本文將研究這些不同的方法,以及如何將它們執(zhí)行速度的對(duì)比。


          合并DF


          Pandas 使用 .merge() 方法來執(zhí)行合并。

          import pandas as pd  
           
          # a dictionary to convert to a dataframe
          data1 = {'identification': ['a''b''c''d'],
                'Customer_Name':['King''West''Adams''Mercy'],         'Category':['furniture''Office Supplies''Technology''R_materials'],}  
           
          # our second dictionary to convert to a dataframe  
          data2 = {'identification': ['a''b''c''d'],
                'Class':['First_Class''Second_Class''Same_day''Standard Class'],  
                'Age':[60304050]}  

          # Convert the dictionary into DataFrame  
          df1 = pd.DataFrame(data1)
          df2 = pd.DataFrame(data2)  

          運(yùn)行我們的代碼后,有兩個(gè) DataFrame,如下所示。

          identification Customer_Name         Category
          0             a         King       furniture
          1             b         West Office Supplies
          2             c         Adams       Technology
          3             d         Mercy     R_materials  

          identification           Class Age
          0             a     First_Class   60
          1             b   Second_Class   30
          2             c       Same_day   40
          3             d Standard Class   50

          使用 merge() 函數(shù)進(jìn)一步合并。

          # using .merge() function  
          new_data = pd.merge(df1, df2, on='identification')

          這產(chǎn)生了下面的新數(shù)據(jù);

          identification Customer_Name Category     Class           Age
          0     a           King         furniture     First_Class     60
          1     b           West         Office Supplies Second_Class   30
          2     c           Adams         Technology     Same_day     40
          3     d           Mercy         R_materials Standard Class   50


          .join() 方法也可以將不同索引的 DataFrame 組合成一個(gè)新的 DataFrame。我們可以使用參數(shù)‘on’參數(shù)指定根據(jù)哪列進(jìn)行合并。


          讓我們看看下面的例子,我們?nèi)绾螌嗡饕?DataFrame 與多索引 DataFrame 連接起來;

          import pandas as pd  

          # a dictionary to convert to a dataframe
          data1 = {
                'Customer_Name':['King''West''Adams'],  
              'Category':['furniture''Office Supplies''Technology'],} 7    
          # our second dictionary to convert to a dataframe  
          data2 = {
                'Class':['First_Class''Second_Class''Same_day''Standard Class'],  
              'Age':[60304050]}  

          # Convert the dictionary into DataFrame  
          Ndata = pd.DataFrame(data1, index=pd.Index(['a''b''c'], name='identification'))

          index = pd.MultiIndex.from_tuples([('a''x0'), ('b''x1'),
                                          ('c''x2'), ('c''x3')],
                                          names=['identification''x']) 19  
          # Convert the dictionary into DataFrame  
          Ndata2 = pd.DataFrame(data2, index= index)

          print(Ndata, "\n\n", Ndata2)


          # joining singly indexed with
          # multi indexed
          result = Ndata.join(Ndata2, how='inner')

          我們的結(jié)果如下所示;

                 Customer_Name       Category     Class       Age
          identification x                                                     3 a         x0       King       furniture     First_Class     60
          b         x1       West     Office Supplies   Second_Class   30
          c         x2       Adams       Technology       Same_day     40
                  x3       Adams       Technology Standard Class     50




          連接DF


          Pandas 中concat() 方法在可以在垂直方向(axis=0)和水平方向(axis=1)上連接 DataFrame。我們還可以一次連接兩個(gè)以上的 DataFrame 或 Series。

          讓我們看一個(gè)如何在 Pandas 中執(zhí)行連接的示例;

          import pandas as pd  

          # a dictionary to convert to a dataframe
          data1 = {'identification': ['a''b''c''d'],
                'Customer_Name':['King''West''Adams''Mercy'],  
                'Category':['furniture''Office Supplies''Technology''R_materials'],}  
           
          # our second dictionary to convert to a dataframe  
          data2 = {'identification': ['a''b''c''d'],
                'Class':['First_Class''Second_Class''Same_day''Standard Class'],  
                'Age':[60304050]}  

          # Convert the dictionary into DataFrame  
          df1 = pd.DataFrame(data1)
          df2 = pd.DataFrame(data2)  
          #perform concatenation here based on horizontal axis
          new_data = pd.concat([df1, df2], axis=1)
          print(new_data)

          這樣就獲得了新的 DataFrame :

          identification Customer_Name         Category identification \
          0             a         King       furniture             a   3 1             b         West Office Supplies             b   4 2             c         Adams       Technology             c   5 3             d         Mercy     R_materials             d    

                  Class       Age  
          0     First_Class   60  
          1   Second_Class   30  
          2       Same_day   40  
          3 Standard Class   50



          Merge和Join的效率對(duì)比


          Pandas 中的Merge Joins操作都可以針對(duì)指定的列進(jìn)行合并操作(SQL中的join)那么他們的執(zhí)行效率是否相同呢?下面我們來進(jìn)行一下測(cè)。

          兩個(gè) DataFrame 都有相同數(shù)量的行和兩列,實(shí)驗(yàn)中考慮了從 100 萬行到 1000 萬行的不同大小的 DataFrame,并在每次實(shí)驗(yàn)中將行數(shù)增加了 100 萬。我對(duì)固定數(shù)量的行重復(fù)了十次實(shí)驗(yàn),以消除任何隨機(jī)性。下面是這十次試驗(yàn)中合并操作的平均運(yùn)行時(shí)間。


          上圖描繪了操作所花費(fèi)的時(shí)間(以毫秒為單位)。

          正如我們從圖中看到的,運(yùn)行時(shí)間存在顯著差異——最多相差 5 倍。隨著 DataFrame 大小的增加,運(yùn)行時(shí)間之間的差異也會(huì)增加。兩個(gè) JOIN 操作幾乎都隨著 DataFrame 的大小線性增加。但是,Join的運(yùn)行時(shí)間增加的速度遠(yuǎn)低于Merge。

          如果需要處理大量數(shù)據(jù),還是請(qǐng)使用join()進(jìn)行操作。

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