SQL On Pandas最佳实践

1、PandaSQL

1.1、PandaSQL简介

Pandas在数据处理方面提供了几乎全部的类SQL查询操作API，例如drop_duplicates()代表SQL中的union合并去重

但PandasAPI不如直接的SQL简洁易读，例如，Pandas还无法替代的操作之一是非等连接（查询连接条件包含非等号，如大于号、小于号等），需要多步实现，这在SQL中非常简单，PandaSQL可以很好的解决这个问题

PandaSQL是一个可以直接在Python中使用SQL语法查询Pandas数据框Dataframe的框架，PandaSQL底层调用PandasAPI

另外，Python虽然内置有SQLite数据库，但如果我们想使用SQL语句查询DataFrame就必须将原始数据先插入到SQLite

即使PandaSQL允许我们在Pandas数据帧上运行SQL（SQLite语法）查询，但它的性能却不如原生PandasAPI语法

SQLite官网(SQL语法)：https://www.sqlite.org/index.html

安装：

pip install -U pandasql
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PandaSQL API简介：

'''
sqldf(query, env, db_uri)
- query：使用DataFrame作为表的sql查询
- env：环境globals()或locals()，允许sqldf访问Python环境中的全局或局部变量
- db_uri：SQLAlchemy兼容的数据库URI，默认为sqlite:///:memory:
返回：返回查询结果DataFrame
'''
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封装SQL查询：

from pandasql import sqldf

def query(q: str, env=None):
    return sqldf(q, env=globals()) if env is None else sqldf(q, env=env)
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1.2、Pandas与PandaSQL解决方案对比

1）数据准备

import pandas as pd

# 商品促销活动时期表
df_promotion = pd.DataFrame({
   
    "pdt_id": ["p01", "p02", "p03"],
    "start_dt": ["10-06-2023", "20-06-2023", "15-08-2023"],
    "end_dt": ["12-06-2023", "25-06-2023", "20-08-2023"]
})

# 商品交易数据表
df_trading = pd.DataFrame({
   
    "id": ["p01", "p01", "p02", "p02", "p02", "p03", "p03"],
    "trade_dt": ["11-06-2023", "20-06-2023", "15-08-2023", "22-06-2023", "11-06-2023", "17-08-2023", "29-08-2023"],
    "sales": [10, 20, 30, 22, 30, 20, 34]
})

print(df_promotion.to_string())
print(df_trading.to_string())
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2）需求描述

查询促销期间商品的销售额

3）Pandas解决方案

# 合并
df_merge = pd.merge(df_promotion, df_trading, left_on="pdt_id", right_on="id")
# print(df_merge.to_string())
# 非等连接查询
df_query = df_merge[(df_merge["trade_dt"] >= df_merge["start_dt"]) & (df_merge["trade_dt"] <= df_merge["end_dt"])]
# 选择字段
df_res = df_query[["pdt_id", "start_dt", "end_dt", "trade_dt", "sales"]]
print(df_res.to_string())
'''
  pdt_id    start_dt      end_dt    trade_dt  sales
0    p01  10-06-2023  12-06-2023  11-06-2023     10
1    p02  20-06-2023  25-06-2023  22-06-2023     22
2    p03  15-08-2023  20-08-2023  17-08-2023     20
'''
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4）PandaSQL解决方案

sql = """
select pdt_id, start_dt, end_dt, trade_dt, sales from 
df_promotion a join df_trading b 
on a.pdt_id = b.id and b.trade_dt >= a.start_dt and b.trade_dt <= a.end_dt
"""

df = query(sql)
print(df.to_string())
'''
  pdt_id    start_dt      end_dt    trade_dt  sales
0    p01  10-06-2023  12-06-2023  11-06-2023     10
1    p02  20-06-2023  25-06-2
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