以下是详解Python pandas分组统计的方法的完整攻略。
1. 前言
Pandas是基于NumPy的一种工具,它是Python编程语言的一种扩展。Pandas为数据分析提供了很多便利,其中一项就是分组统计。通过分组统计,我们可以快速地计算每个组别内的统计量,如平均值、中位数、标准差等等。
在本文中,我们将会涵盖以下主题:
- 将数据集分组
- 定义分组的方式
- 对每个组执行汇总函数
- 将多个统计量应用于每个组
- 通过多个变量进行分组
2. 将数据集分组
将数据集分组是指将数据集中的行按照某个条件进行拆分。例如,我们有一个汽车销售数据集,其中包含了车型、年份和销售额等变量。我们希望按照车型分组,计算每种车型的平均销售额。
现在我们使用以下代码进行分组:
import pandas as pd
# 创建汽车销售数据集
data = {'Model': ['Ford', 'Honda', 'Toyota', 'Ford', 'Honda', 'Toyota'],
'Year': [2010, 2010, 2010, 2011, 2011, 2011],
'Sales': [10000, 20000, 15000, 12000, 18000, 19000]}
df = pd.DataFrame(data)
# 按照车型分组
grouped = df.groupby(['Model'])
在上述代码中,我们使用了groupby
函数,将数据按照车型进行分组。返回值是一个DataFrameGroupBy
对象,它可以帮助我们进一步的汇总这些分组。
3. 定义分组的方式
我们可以使用多种方式定义分组。如,可以根据单个变量进行分组,也可以根据多个变量进行分组。
3.1 按照单个变量进行分组
如果我们要按照单个变量进行分组,我们可以直接使用该变量作为groupby
函数的输入。例如,我们可以按照汽车销售数据集中的车型来进行分组:
grouped = df.groupby('Model')
3.2 按照多个变量进行分组
如果我们要按照多个变量进行分组,我们可以在groupby
函数中输入一个变量列表。例如,我们可以按照车型和年份进行分组:
grouped = df.groupby(['Model', 'Year'])
4. 对每个组执行汇总函数
现在我们已经将数据按照车型进行了分组,接下来我们希望计算每个组的平均销售额。我们可以使用agg
函数来进行汇总。
import numpy as np
grouped.agg(np.mean)
在上述代码中,我们使用了agg
函数,并传入了np.mean
函数作为参数,以计算每个组的平均销售额。返回值是一个包含了所有分组和统计量的数据集。
5. 将多个统计量应用于每个组
我们不仅可以使用单个统计量,而且可以使用多个统计量。我们可以使用agg
函数的列表参数来实现这一点。
grouped.agg([np.mean, np.std, np.min, np.max])
在上述代码中,我们使用了agg
函数,并传入了多个函数作为参数,以计算每个组的平均销售额、标准偏差、最小值和最大值。
6. 通过多个变量进行分组
除了按照一个变量进行分组之外,我们还可以按照多个变量进行分组。在这种情况下,我们需要在groupby
函数中传入一个变量列表。
grouped = df.groupby(['Model', 'Year'])
在上述代码中,我们使用了groupby
函数,并传入了车型和年份的变量列表,以按照车型和年份进行分组。我们可以使用agg
函数来计算每个组的统计量。
grouped.agg([np.mean, np.std, np.min, np.max])
在这个示例中,我们使用了与前面相同的agg
函数和参数。返回值是一个包含了车型、年份和统计量的数据集。
7. 示例说明
下面我们将使用一个实际的数据集,演示如何使用分组统计进行数据分析。
7.1 示例1:前十的国家
假设我们有一个时事新闻数据集,其中包含了新闻片段的国家、主题、日期和单词数等变量。我们希望计算每个国家新闻片段的总单词数,并输出前十的国家。
import pandas as pd
# 创建新闻数据集
data = {'Country': ['USA', 'USA', 'France', 'USA', 'China', 'Russia', 'France', 'China', 'USA'],
'Subject': ['Politics', 'Politics', 'Politics', 'Weather', 'Politics', 'Economy', 'Economy', 'Weather', 'Politics'],
'Date': ['2020-01-01', '2020-01-02', '2020-01-03', '2020-01-04', '2020-01-05', '2020-01-06', '2020-01-07', '2020-01-08', '2020-01-09'],
'Word_Count': [100, 200, 150, 120, 180, 190, 80, 60, 220]}
df = pd.DataFrame(data)
# 按照国家分组,并计算每个国家的总单词数
grouped = df.groupby(['Country'])['Word_Count'].sum()
# 输出前十国家
top10 = grouped.sort_values(ascending=False).head(10)
在上述代码中,我们首先使用groupby
函数按照国家分组,然后计算每个国家的总单词数。最后,我们使用sort_values
函数将结果按照总单词数进行排序,并输出前十的国家。
7.2 示例2:各国家的平均新闻字数及方差
假设我们有一个时事新闻数据集,它包含了新闻片段的国家、主题、日期和单词数等变量。我们希望计算每个国家新闻片段的平均字数及方差,并按照平均字数进行排序。
import pandas as pd
import numpy as np
# 创建新闻数据集
data = {'Country': ['USA', 'USA', 'France', 'USA', 'China', 'Russia', 'France', 'China', 'USA'],
'Subject': ['Politics', 'Politics', 'Politics', 'Weather', 'Politics', 'Economy', 'Economy', 'Weather', 'Politics'],
'Date': ['2020-01-01', '2020-01-02', '2020-01-03', '2020-01-04', '2020-01-05', '2020-01-06', '2020-01-07', '2020-01-08', '2020-01-09'],
'Word_Count': [100, 200, 150, 120, 180, 190, 80, 60, 220]}
df = pd.DataFrame(data)
# 按照国家分组,并计算每个国家的平均字数和方差
grouped = df.groupby(['Country'])['Word_Count'].agg(['mean', 'var'])
# 按照平均字数排序
grouped = grouped.sort_values(by='mean', ascending=False)
在上述代码中,我们首先使用groupby
函数按照国家分组,然后计算每个国家的平均字数和方差。最后,我们使用sort_values
函数将结果按照平均字数进行排序。