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Pandas 是一个开源的 Python 数据分析库,它提供了高性能、易用的数据结构和数据分析工具。Pandas 特别适合处理表格数据,例如时间序列数据、异构数据等。以下是对 Pandas 的简明扼要的介绍,包括一些基本的概念和操作示例。
Pandas 的核心数据结构
1. **Series**:一维的带标签数组,可以存储任何数据类型(整数、字符串、浮点数、Python 对象等)。
2. **DataFrame**:二维的表格型数据结构,具有灵活的行索引和可变的列名。DataFrame 可以被看作是一个由 Series 组成的字典。
安装 Pandas
在 Python 环境中,你可以使用 pip 来安装 Pandas:
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- pip install pandas
创建 Series
创建一个 Series 非常简单,你只需要传递一个列表或数组给 Series 构造器,并为它指定一个索引。
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- import pandas as pd
-
- # 创建一个 Series
- s = pd.Series([1, 3, 5, 7, 9], index=['a', 'b', 'c', 'd', 'e'])
- print(s)
输出:
a 1
b 3
c 5
d 7
e 9
dtype: int64
创建 DataFrame
DataFrame 可以通过多种方式创建,例如从一个字典、一个列表的列表、一个 Series 的字典等。
- ```python
- # 创建一个 DataFrame
- df = pd.DataFrame({
- 'Name': ['Alice', 'Bob', 'Charlie'],
- 'Age': [24, 27, 22],
- 'Salary': [85000, 92000, 60000]
- })
- print(df)
输出:
Name Age Salary
0 Alice 24 85000
1 Bob 27 92000
2 Charlie 22 60000
数据访问
在 Pandas 中,你可以使用多种方式来访问数据。
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- # 访问单个值
- print(df.loc[0, 'Name']) # 输出:Alice
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- # 访问多行多列
- print(df.loc[0:1, ['Name', 'Age']])
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- # 访问列
- print(df['Name'])
-
- # 访问行
- print(df.loc[0])
-
- # 使用条件访问数据
- print(df[df['Age'] > 25])
数据操作
Pandas 提供了丰富的数据操作功能,包括排序、筛选、合并、分组等。
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- # 排序
- df_sorted = df.sort_values(by='Age', ascending=False)
- print(df_sorted)
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- # 筛选
- df_filtered = df[df['Salary'] > 70000]
- print(df_filtered)
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- # 合并
- df1 = pd.DataFrame({'A': [1, 2], 'B': [3, 4]})
- df2 = pd.DataFrame({'A': [5, 6], 'B': [7, 8]})
- df_merged = pd.merge(df1, df2, on='A')
- print(df_merged)
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- # 分组
- grouped = df.groupby('Name')['Salary'].mean()
- print(grouped)
数据清洗
Pandas 提供了多种数据清洗工具,例如处理缺失值、重复值等。
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- # 处理缺失值
- df['Missing'] = [1, 2, None, 4]
- df_cleaned = df.dropna() # 删除包含缺失值的行
- print(df_cleaned)
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- # 处理重复值
- df['Duplicate'] = [1, 1, 2, 2]
- df_unique = df.drop_duplicates() # 删除重复的行
- print(df_unique)
数据聚合
Pandas 允许你对数据进行聚合操作,例如计算总和、平均值、最大值、最小值等。
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- # 聚合操作
- print(df.sum()) # 计算每列的总和
- print(df.mean()) # 计算每列的平均值
- print(df.max()) # 计算每列的最大值
- print(df.min()) # 计算每列的最小值
时间序列分析
Pandas 在处理时间序列数据方面非常强大,它提供了许多用于日期和时间的工具。
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- # 创建时间序列数据
- dates = pd.date_range('20230101', periods=3)
- ts = pd.Series([1.5, -1.2, 2.8], index=dates)
- print(ts)
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- # 时间序列操作
- print(ts.resample('D').mean()) # 按天聚合数据
结论
Pandas 是一个功能强大的数据分析库,它提供了丰富的数据结构和数据分析工具。通过使用 Pandas,你可以轻松地进行数据清洗、处理、分析和可视化。无论是数据科学家、数据分析师还是数据工程师,Pandas 都是 Python 生态系统中不可或缺的一部分。掌握 Pandas 的基本用法,将极大地提高你的数据处理能力。