99%的人都不知道的pandas骚操作（二）

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99%的人都不知道的pandas骚操作（二）

原创： wLsq Python数据科学 2019-04-22

-----这是 Python数据科学的第 49 篇原创文章-----

【作者】：xiaoyu

【介绍】：一个半路转行的数据挖掘工程师

【知乎专栏】：https://zhuanlan.zhihu.com/pypcfx

全文548字 | 阅读需要8分钟

【pandas骚操作系列】文章回顾：

99%的人都不知道的pandas骚操作（一）

上一篇介绍了accessor的用法，很多朋友看过后都恍然大悟，原来我们常用的str也只是其中之一而已。本篇我们将继续介绍几个pandas的骚操作。

从clipboard剪切板载入数据
将pandas对象转换为“压缩”格式
使用"测试模块"制作伪数据
从列项中创建DatetimeIndex

1从clipboard剪切板载入数据

当我们的数据存在excel表里，或者其它的IDE编辑器中的时候，我们想要通过pandas载入数据。我们通常的做法是先保存再载入，其实这样做起来十分繁琐。一个简单的方法就是使用 pd.read_clipboard() 直接从电脑的剪切板缓存区中提取数据。

这样我们就可以直接将结构数据转变为DataFrame或者Series了。excel表中数据是这样的：

在纯文本文件中，比如txt文件，是这样的：

a   b           c       d
0   1           inf     1/1/00
2   7.389056099 N/A     5-Jan-13
4   54.59815003 nan     7/24/18
6   403.4287935 None    NaT

将上面excel或者txt中的数据选中然后复制，然后使用pandas的read_clipboard()即可完成到DataFrame的转换。parse_dates参数设置为 "d"，可以自动识别日期，并调整为xxxx-xx-xx的格式。

>>> df = pd.read_clipboard(na_values=[None], parse_dates=['d'])
>>> df
   a         b    c          d
0  0    1.0000  inf 2000-01-01
1  2    7.3891  NaN 2013-01-05
2  4   54.5982  NaN 2018-07-24
3  6  403.4288  NaN        NaT

>>> df.dtypes
a             int64
b           float64
c           float64
d    datetime64[ns]
dtype: object

2将pandas对象转换为“压缩”格式

在pandas中，我们可以直接将objects打包成为 gzip, bz2, zip, or xz 等压缩格式，而不必将没压缩的文件放在内存中然后进行转化。来看一个例子如何使用：

>>> abalone = pd.read_csv(url, usecols=[0, 1, 2, 3, 4, 8], names=cols)

>>> abalone
     sex  length   diam  height  weight  rings
0      M   0.455  0.365   0.095  0.5140     15
1      M   0.350  0.265   0.090  0.2255      7
2      F   0.530  0.420   0.135  0.6770      9
3      M   0.440  0.365   0.125  0.5160     10
4      I   0.330  0.255   0.080  0.2050      7
5      I   0.425  0.300   0.095  0.3515      8
6      F   0.530  0.415   0.150  0.7775     20
...   ..     ...    ...     ...     ...    ...
4170   M   0.550  0.430   0.130  0.8395     10
4171   M   0.560  0.430   0.155  0.8675      8
4172   F   0.565  0.450   0.165  0.8870     11
4173   M   0.590  0.440   0.135  0.9660     10
4174   M   0.600  0.475   0.205  1.1760      9
4175   F   0.625  0.485   0.150  1.0945     10
4176   M   0.710  0.555   0.195  1.9485     12

导入文件，读取并存为abalone（DataFrame结构）。当我们要存为压缩的时候，简单的使用 to_json() 即可轻松完成转化过程。下面通过设置相应参数将abalone存为了.gz格式的压缩文件。

abalone.to_json('df.json.gz', orient='records',
                lines=True, compression='gzip')

如果我们想知道储存压缩文件的大小，可以通过内置模块os.path，使用getsize方法来查看文件的字节数。下面是两种格式储存文件的大小对比。

>>> import os.path
>>> abalone.to_json('df.json', orient='records', lines=True)
>>> os.path.getsize('df.json') / os.path.getsize('df.json.gz')
11.603035760226396

3使用"测试模块"制作伪数据

在pandas中，有一个测试模块可以帮助我们生成半真实（伪数据），并进行测试，它就是util.testing。下面同我们通过一个简单的例子看一下如何生成数据测试：

>>> import pandas.util.testing as tm
>>> tm.N, tm.K = 15, 3  # 默认的行和列

>>> import numpy as np
>>> np.random.seed(444)

>>> tm.makeTimeDataFrame(freq='M').head()
                 A       B       C
2000-01-31  0.3574 -0.8804  0.2669
2000-02-29  0.3775  0.1526 -0.4803
2000-03-31  1.3823  0.2503  0.3008
2000-04-30  1.1755  0.0785 -0.1791
2000-05-31 -0.9393 -0.9039  1.1837

>>> tm.makeDataFrame().head()
                 A       B       C
nTLGGTiRHF -0.6228  0.6459  0.1251
WPBRn9jtsR -0.3187 -0.8091  1.1501
7B3wWfvuDA -1.9872 -1.0795  0.2987
yJ0BTjehH1  0.8802  0.7403 -1.2154
0luaYUYvy1 -0.9320  1.2912 -0.2907

上面简单的使用了makeTimeDataFrame 和 makeDataFrame 分别生成了一组时间数据和DataFrame的数据。但这只是其中的两个用法，关于testing中的方法有大概30多个，如果你想全部了解，可以通过查看dir获得：

>>> [i for i in dir(tm) if i.startswith('make')]
['makeBoolIndex',
 'makeCategoricalIndex',
 'makeCustomDataframe',
 'makeCustomIndex',
 # ...,
 'makeTimeSeries',
 'makeTimedeltaIndex',
 'makeUIntIndex',
 'makeUnicodeIndex']

4从列项中创建DatetimeIndex

也许我们有的时候会遇到这样的情形（为了说明这种情情况，我使用了product进行交叉迭代的创建了一组关于时间的数据）：

>>> from itertools import product
>>> datecols = ['year', 'month', 'day']

>>> df = pd.DataFrame(list(product([2017, 2016], [1, 2], [1, 2, 3])),
...                   columns=datecols)
>>> df['data'] = np.random.randn(len(df))
>>> df
    year  month  day    data
0   2017      1    1 -0.0767
1   2017      1    2 -1.2798
2   2017      1    3  0.4032
3   2017      2    1  1.2377
4   2017      2    2 -0.2060
5   2017      2    3  0.6187
6   2016      1    1  2.3786
7   2016      1    2 -0.4730
8   2016      1    3 -2.1505
9   2016      2    1 -0.6340
10  2016      2    2  0.7964
11  2016      2    3  0.0005

明显看到，列项中有year，month，day，它们分别在各个列中，而并非是一个完整日期。那么如何从这些列中将它们组合在一起并设置为新的index呢？

通过to_datetime的使用，我们就可以直接将年月日组合为一个完整的日期，然后赋给索引。代码如下：

>>> df.index = pd.to_datetime(df[datecols])
>>> df.head()
            year  month  day    data
2017-01-01  2017      1    1 -0.0767
2017-01-02  2017      1    2 -1.2798
2017-01-03  2017      1    3  0.4032
2017-02-01  2017      2    1  1.2377
2017-02-02  2017      2    2 -0.2060

当然，你可以选择将原有的年月日列移除，只保留data数据列，然后squeeze转换为Series结构。

>>> df = df.drop(datecols, axis=1).squeeze()
>>> df.head()
2017-01-01   -0.0767
2017-01-02   -1.2798
2017-01-03    0.4032
2017-02-01    1.2377
2017-02-02   -0.2060
Name: data, dtype: float64

>>> df.index.dtype_str
'datetime64[ns]