python 对多个groupby列应用多个函数

pb3skfrl  于 2023-09-29  发布在  Python
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这些文档展示了如何使用输出列名作为键的dict在一个groupby对象上同时应用多个函数:

In [563]: grouped['D'].agg({'result1' : np.sum,
   .....:                   'result2' : np.mean})
   .....:
Out[563]: 
      result2   result1
A                      
bar -0.579846 -1.739537
foo -0.280588 -1.402938

但是,这只对Series groupby对象有效。当一个dict被类似地传递给一个groupby DataFrame时,它期望键是该函数将应用到的列名。
我想做的是将多个函数应用于多个列(但某些列将被多次操作)。此外,* 某些函数将依赖于groupby对象中的其他列 *(如sumif函数)。我目前的解决方案是一列一列地查看,并执行类似于上面代码的操作,对依赖于其他行的函数使用lambda表达式。但这需要很长时间,(我认为迭代groupby对象需要很长时间)。我将不得不改变它,以便在一次运行中迭代整个groupby对象,但我想知道pandas中是否有一种内置的方法可以更干净地做到这一点。
例如,我曾经尝试过

grouped.agg({'C_sum' : lambda x: x['C'].sum(),
             'C_std': lambda x: x['C'].std(),
             'D_sum' : lambda x: x['D'].sum()},
             'D_sumifC3': lambda x: x['D'][x['C'] == 3].sum(), ...)

但正如预期的那样,我得到了一个KeyError(因为如果从DataFrame调用agg,则键必须是一个列)。
是否有任何内置的方式来做我想做的事情,或者可能会添加此功能,或者我只需要手动迭代groupby?

ezykj2lf

ezykj2lf1#

currently accepted answer的后半部分已经过时,并且有两个弃用。首先,也是最重要的,您不能再将字典的字典传递给agg groupby方法。第二,永远不要使用.ix
如果你想同时处理两个单独的列,我建议使用apply方法,它隐式地将DataFrame传递给应用的函数。让我们使用一个类似的dataframe作为一个从上面

df = pd.DataFrame(np.random.rand(4,4), columns=list('abcd'))
df['group'] = [0, 0, 1, 1]
df

          a         b         c         d  group
0  0.418500  0.030955  0.874869  0.145641      0
1  0.446069  0.901153  0.095052  0.487040      0
2  0.843026  0.936169  0.926090  0.041722      1
3  0.635846  0.439175  0.828787  0.714123      1

从列名Map到聚合函数的字典仍然是执行聚合的好方法。

df.groupby('group').agg({'a':['sum', 'max'], 
                         'b':'mean', 
                         'c':'sum', 
                         'd': lambda x: x.max() - x.min()})

              a                   b         c         d
            sum       max      mean       sum  <lambda>
group                                                  
0      0.864569  0.446069  0.466054  0.969921  0.341399
1      1.478872  0.843026  0.687672  1.754877  0.672401

如果你不喜欢这个丑陋的lambda列名称,你可以使用一个普通的函数,并为特殊的__name__属性提供一个自定义名称,如下所示:

def max_min(x):
    return x.max() - x.min()

max_min.__name__ = 'Max minus Min'

df.groupby('group').agg({'a':['sum', 'max'], 
                         'b':'mean', 
                         'c':'sum', 
                         'd': max_min})

              a                   b         c             d
            sum       max      mean       sum Max minus Min
group                                                      
0      0.864569  0.446069  0.466054  0.969921      0.341399
1      1.478872  0.843026  0.687672  1.754877      0.672401

使用apply返回Series

现在,如果您有多个列需要一起交互,那么您不能使用agg,它会隐式地将Series传递给聚合函数。当使用apply时,整个组作为DataFrame传递给函数。
我建议使用一个自定义函数来返回所有聚合的Series。使用系列索引作为新列的标签:

def f(x):
    d = {}
    d['a_sum'] = x['a'].sum()
    d['a_max'] = x['a'].max()
    d['b_mean'] = x['b'].mean()
    d['c_d_prodsum'] = (x['c'] * x['d']).sum()
    return pd.Series(d, index=['a_sum', 'a_max', 'b_mean', 'c_d_prodsum'])

df.groupby('group').apply(f)

         a_sum     a_max    b_mean  c_d_prodsum
group                                           
0      0.864569  0.446069  0.466054     0.173711
1      1.478872  0.843026  0.687672     0.630494

如果你喜欢MultiIndexes,你仍然可以返回一个这样的Series:

def f_mi(x):
        d = []
        d.append(x['a'].sum())
        d.append(x['a'].max())
        d.append(x['b'].mean())
        d.append((x['c'] * x['d']).sum())
        return pd.Series(d, index=[['a', 'a', 'b', 'c_d'], 
                                   ['sum', 'max', 'mean', 'prodsum']])

df.groupby('group').apply(f_mi)

              a                   b       c_d
            sum       max      mean   prodsum
group                                        
0      0.864569  0.446069  0.466054  0.173711
1      1.478872  0.843026  0.687672  0.630494
au9on6nz

au9on6nz2#

对于第一部分,你可以传递一个列名称的字典作为键,传递一个函数列表作为值:

In [28]: df
Out[28]:
          A         B         C         D         E  GRP
0  0.395670  0.219560  0.600644  0.613445  0.242893    0
1  0.323911  0.464584  0.107215  0.204072  0.927325    0
2  0.321358  0.076037  0.166946  0.439661  0.914612    1
3  0.133466  0.447946  0.014815  0.130781  0.268290    1

In [26]: f = {'A':['sum','mean'], 'B':['prod']}

In [27]: df.groupby('GRP').agg(f)
Out[27]:
            A                   B
          sum      mean      prod
GRP
0    0.719580  0.359790  0.102004
1    0.454824  0.227412  0.034060

更新1:
由于聚合函数适用于Series,因此对其他列名的引用将丢失。为了解决这个问题,您可以引用完整的 Dataframe 并使用lambda函数中的组索引对其进行索引。
这里有一个hacky workaround:

In [67]: f = {'A':['sum','mean'], 'B':['prod'], 'D': lambda g: df.loc[g.index].E.sum()}

In [69]: df.groupby('GRP').agg(f)
Out[69]:
            A                   B         D
          sum      mean      prod  <lambda>
GRP
0    0.719580  0.359790  0.102004  1.170219
1    0.454824  0.227412  0.034060  1.182901

这里,结果“D”列由求和的“E”值组成。
更新2:
这里有一个方法,我认为将做你要求的一切。首先创建一个自定义的lambda函数。下面,g引用组。当聚合时,g将是一个系列。将g.index传递给df.ix[],从df中选择当前组。然后我测试列C是否小于0.5。返回的布尔序列被传递给g[],它只选择那些满足条件的行。

In [95]: cust = lambda g: g[df.loc[g.index]['C'] < 0.5].sum()

In [96]: f = {'A':['sum','mean'], 'B':['prod'], 'D': {'my name': cust}}

In [97]: df.groupby('GRP').agg(f)
Out[97]:
            A                   B         D
          sum      mean      prod   my name
GRP
0    0.719580  0.359790  0.102004  0.204072
1    0.454824  0.227412  0.034060  0.570441
uyto3xhc

uyto3xhc3#

Pandas >= 0.25.0,命名聚合

由于pandas版本为0.25.0或更高版本,我们正在远离基于字典的聚合和重命名,并转向接受tuple的命名聚合。现在我们可以同时聚合+重命名为一个更有信息的列名:

示例

df = pd.DataFrame(np.random.rand(4,4), columns=list('abcd'))
df['group'] = [0, 0, 1, 1]

          a         b         c         d  group
0  0.521279  0.914988  0.054057  0.125668      0
1  0.426058  0.828890  0.784093  0.446211      0
2  0.363136  0.843751  0.184967  0.467351      1
3  0.241012  0.470053  0.358018  0.525032      1

使用命名聚合应用GroupBy.agg

df.groupby('group').agg(
             a_sum=('a', 'sum'),
             a_mean=('a', 'mean'),
             b_mean=('b', 'mean'),
             c_sum=('c', 'sum'),
             d_range=('d', lambda x: x.max() - x.min())
)

          a_sum    a_mean    b_mean     c_sum   d_range
group                                                  
0      0.947337  0.473668  0.871939  0.838150  0.320543
1      0.604149  0.302074  0.656902  0.542985  0.057681
pcww981p

pcww981p4#

作为Ted Petrou的答案的替代方案(主要是美学),我发现我更喜欢稍微紧凑的列表。请不要考虑接受它,它只是一个更详细的评论泰德的答案,加上代码/数据。Python/pandas不是我的第一个/最好的,但我发现这很好读:

df.groupby('group') \
  .apply(lambda x: pd.Series({
      'a_sum'       : x['a'].sum(),
      'a_max'       : x['a'].max(),
      'b_mean'      : x['b'].mean(),
      'c_d_prodsum' : (x['c'] * x['d']).sum()
  })
)

          a_sum     a_max    b_mean  c_d_prodsum
group                                           
0      0.530559  0.374540  0.553354     0.488525
1      1.433558  0.832443  0.460206     0.053313

我发现它更像是dplyr管道和data.table链式命令。不是说他们更好,只是对我更熟悉。(我当然认识到使用更正式的def函数进行这些类型的操作的能力,并且对于许多人来说,这是首选。这只是一种替代,不一定更好)
我以和Ted相同的方式生成数据,我将添加一个可重复性的种子。

import numpy as np
np.random.seed(42)
df = pd.DataFrame(np.random.rand(4,4), columns=list('abcd'))
df['group'] = [0, 0, 1, 1]
df

          a         b         c         d  group
0  0.374540  0.950714  0.731994  0.598658      0
1  0.156019  0.155995  0.058084  0.866176      0
2  0.601115  0.708073  0.020584  0.969910      1
3  0.832443  0.212339  0.181825  0.183405      1
vpfxa7rd

vpfxa7rd5#

版本0.25.0中的新增功能。
为了支持特定于列的聚合并控制输出列名,pandas接受**GroupBy.agg()**中的特殊语法,称为 “named aggregation”,其中

  • 关键字是输出列名
  • 这些值是元组,其第一个元素是要选择的列,第二个元素是要应用于该列的聚合。Pandas为pandas.NamedAgg namedtuple提供了['column','aggfunc']字段,以使参数更清晰。通常,聚合可以是可调用别名或字符串别名。
>>> animals = pd.DataFrame({
...     'kind': ['cat', 'dog', 'cat', 'dog'],
...     'height': [9.1, 6.0, 9.5, 34.0],
...     'weight': [7.9, 7.5, 9.9, 198.0]
... })

>>> print(animals)
  kind  height  weight
0  cat     9.1     7.9
1  dog     6.0     7.5
2  cat     9.5     9.9
3  dog    34.0   198.0

>>> print(
...     animals
...     .groupby('kind')
...     .agg(
...         min_height=pd.NamedAgg(column='height', aggfunc='min'),
...         max_height=pd.NamedAgg(column='height', aggfunc='max'),
...         average_weight=pd.NamedAgg(column='weight', aggfunc=np.mean),
...     )
... )
      min_height  max_height  average_weight
kind                                        
cat          9.1         9.5            8.90
dog          6.0        34.0          102.75

pandas。NamedAgg只是一个命名元组。也允许使用普通元组。

>>> print(
...     animals
...     .groupby('kind')
...     .agg(
...         min_height=('height', 'min'),
...         max_height=('height', 'max'),
...         average_weight=('weight', np.mean),
...     )
... )
      min_height  max_height  average_weight
kind                                        
cat          9.1         9.5            8.90
dog          6.0        34.0          102.75

其他关键字参数不会传递给聚合函数。只有成对的(column,aggfunc)应该作为**kwargs传递。如果您的聚合函数需要额外的参数,请使用functools.partial()部分地应用它们。
命名聚合对于Series groupby聚合也有效。在这种情况下,没有列选择,因此值只是函数。

>>> print(
...     animals
...     .groupby('kind')
...     .height
...     .agg(
...         min_height='min',
...         max_height='max',
...     )
... )
      min_height  max_height
kind                        
cat          9.1         9.5
dog          6.0        34.0
8oomwypt

8oomwypt6#

这是对使用命名聚合的“exans”答案的扭曲。这是相同的,但与参数解包,这允许你仍然在一个字典传递给agg函数。
命名的aggs是一个很好的特性,但是乍一看似乎很难以编程方式编写,因为它们使用了关键字,但是实际上使用参数/关键字解包很简单。

animals = pd.DataFrame({'kind': ['cat', 'dog', 'cat', 'dog'],
                         'height': [9.1, 6.0, 9.5, 34.0],
                         'weight': [7.9, 7.5, 9.9, 198.0]})
 
agg_dict = {
    "min_height": pd.NamedAgg(column='height', aggfunc='min'),
    "max_height": pd.NamedAgg(column='height', aggfunc='max'),
    "average_weight": pd.NamedAgg(column='weight', aggfunc=np.mean)
}

animals.groupby("kind").agg(**agg_dict)

结果

min_height  max_height  average_weight
kind                                        
cat          9.1         9.5            8.90
dog          6.0        34.0          102.75
uqxowvwt

uqxowvwt7#

泰德的回答令人惊讶。最后我用了一个更小的版本,以防有人感兴趣。在查找依赖于多个列中的值的一个聚合时非常有用:

创建数据框

df = pd.DataFrame({
    'a': [1, 2, 3, 4, 5, 6], 
    'b': [1, 1, 0, 1, 1, 0], 
    'c': ['x', 'x', 'y', 'y', 'z', 'z']
})

print(df)
   a  b  c
0  1  1  x
1  2  1  x
2  3  0  y
3  4  1  y
4  5  1  z
5  6  0  z

使用apply进行分组和聚合(使用多列)

print(
    df
    .groupby('c')
    .apply(lambda x: x['a'][(x['a'] > 1) & (x['b'] == 1)]
    .mean()
)
c
x    2.0
y    4.0
z    5.0

使用aggregate进行分组和聚合(使用多列)

我喜欢这种方法,因为我仍然可以使用聚合。也许人们会告诉我为什么在对组进行聚合时需要apply来获取多个列。
现在看起来很明显,但是只要你不直接在groupby* 之后选择感兴趣的列 *,你就可以从聚合函数中访问所有的列。

只能访问所选列

df.groupby('c')['a'].aggregate(lambda x: x[x > 1].mean())

访问所有列,因为选择是所有魔术之后

df.groupby('c').aggregate(lambda x: x[(x['a'] > 1) & (x['b'] == 1)].mean())['a']

或类似

df.groupby('c').aggregate(lambda x: x['a'][(x['a'] > 1) & (x['b'] == 1)].mean())

我希望这能帮上忙。

k5ifujac

k5ifujac8#

df.groupby('c').aggregate(lambda x: x[(x['a'] > 1) & (x['b'] == 1)].mean())['a']

df.groupby('c').aggregate(lambda x: x['a'][(x['a'] > 1) & (x['b'] == 1)].mean())

不起作用。抛出键错误:“KeyError:'a'”
这一个工作(@r2evans的回答):

df.groupby('group') \
  .apply(lambda x: pd.Series({
      'a_sum'       : x['a'].sum(),
      'a_max'       : x['a'].max(),
      'b_mean'      : x['b'].mean(),
      'c_d_prodsum' : (x['c'] * x['d']).sum()
  })
)

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