31

我想修改一个 pandas MultiIndex DataFrame，使每个索引组都包含指定范围之间的日期。我希望每个组用值 0（或NaN）填写缺失的日期 2013-06-11 到 2013-12-31。

Group A, Group B, Date,           Value
loc_a    group_a  2013-06-11      22
                  2013-07-02      35
                  2013-07-09      14
                  2013-07-30       9
                  2013-08-06       4
                  2013-09-03      40
                  2013-10-01      18
         group_b  2013-07-09       4
                  2013-08-06       2
                  2013-09-03       5
         group_c  2013-07-09       1
                  2013-09-03       2
loc_b    group_a  2013-10-01       3

我看过一些关于reindexing 的讨论，但那是针对简单（非分组）时间序列数据的。

是否有捷径可寻？

以下是我为实现这一目标所做的一些尝试。例如：一旦我取消堆叠['A', 'B']，我就可以重新索引。

df = pd.DataFrame({'A': ['loc_a'] * 12 + ['loc_b'],
                'B': ['group_a'] * 7 + ['group_b'] * 3 + ['group_c'] * 2 + ['group_a'],
                'Date': ["2013-06-11",
                        "2013-07-02",
                        "2013-07-09",
                        "2013-07-30",
                        "2013-08-06",
                        "2013-09-03",
                        "2013-10-01",
                        "2013-07-09",
                        "2013-08-06",
                        "2013-09-03",
                        "2013-07-09",
                        "2013-09-03",
                        "2013-10-01"],
                 'Value': [22, 35, 14,  9,  4, 40, 18, 4, 2, 5, 1, 2, 3]})

df.Date = df['Date'].apply(lambda x: pd.to_datetime(x).date())
df = df.set_index(['A', 'B', 'Date'])

dt_start = dt.datetime(2013,6,1)
all_dates = [(dt_start + dt.timedelta(days=x)).date() for x in range(0,60)]

df2 = df.unstack(['A', 'B'])
df3 = df2.reindex(index=all_dates).fillna(0)
df4 = df3.stack(['A', 'B'])

## df4 is about where I want to get, now I'm trying to get it back in the form of df...

df5 = df4.reset_index()
df6 = df5.rename(columns={'level_0' : 'Date'})
df7 = df6.groupby(['A', 'B', 'Date'])['Value'].sum()

最后几行让我有点难过。我希望在df6我可以简单地set_index回到['A', 'B', 'Date']，但这并没有对值进行分组，因为它们在初始dfDataFrame 中分组。

关于如何重新索引未堆叠的 DataFrame、重新堆叠并使 DataFrame 与原始格式相同的任何想法？

4

2 回答 2

36

您可以根据现有多索引的级别的笛卡尔积制作新的多索引。然后，使用新索引重新索引您的数据框。

new_index = pd.MultiIndex.from_product(df.index.levels)
new_df = df.reindex(new_index)

# Optional: convert missing values to zero, and convert the data back
# to integers. See explanation below.
new_df = new_df.fillna(0).astype(int)

而已！新数据框具有所有可能的索引值。现有数据已正确编入索引。

请继续阅读以获取更详细的说明。

解释

设置样本数据

import pandas as pd

df = pd.DataFrame({'A': ['loc_a'] * 12 + ['loc_b'],
                   'B': ['group_a'] * 7 + ['group_b'] * 3 + ['group_c'] * 2 + ['group_a'],
                   'Date': ["2013-06-11",
                           "2013-07-02",
                           "2013-07-09",
                           "2013-07-30",
                           "2013-08-06",
                           "2013-09-03",
                           "2013-10-01",
                           "2013-07-09",
                           "2013-08-06",
                           "2013-09-03",
                           "2013-07-09",
                           "2013-09-03",
                           "2013-10-01"],
                    'Value': [22, 35, 14,  9,  4, 40, 18, 4, 2, 5, 1, 2, 3]})

df.Date = pd.to_datetime(df.Date)

df = df.set_index(['A', 'B', 'Date'])

这是示例数据的样子

                          Value
A     B       Date
loc_a group_a 2013-06-11     22
              2013-07-02     35
              2013-07-09     14
              2013-07-30      9
              2013-08-06      4
              2013-09-03     40
              2013-10-01     18
      group_b 2013-07-09      4
              2013-08-06      2
              2013-09-03      5
      group_c 2013-07-09      1
              2013-09-03      2
loc_b group_a 2013-10-01      3

创建新索引

使用from_product我们可以创建一个新的多索引。这个新索引是旧索引所有级别的所有值的笛卡尔积。

new_index = pd.MultiIndex.from_product(df.index.levels)

重新索引

使用新索引重新索引现有数据框。

new_df = df.reindex(new_index)

现在所有可能的组合都出现了。缺失值为空 (NaN)。

扩展的、重新索引的数据框如下所示：

                          Value
loc_a group_a 2013-06-11   22.0
              2013-07-02   35.0
              2013-07-09   14.0
              2013-07-30    9.0
              2013-08-06    4.0
              2013-09-03   40.0
              2013-10-01   18.0
      group_b 2013-06-11    NaN
              2013-07-02    NaN
              2013-07-09    4.0
              2013-07-30    NaN
              2013-08-06    2.0
              2013-09-03    5.0
              2013-10-01    NaN
      group_c 2013-06-11    NaN
              2013-07-02    NaN
              2013-07-09    1.0
              2013-07-30    NaN
              2013-08-06    NaN
              2013-09-03    2.0
              2013-10-01    NaN
loc_b group_a 2013-06-11    NaN
              2013-07-02    NaN
              2013-07-09    NaN
              2013-07-30    NaN
              2013-08-06    NaN
              2013-09-03    NaN
              2013-10-01    3.0
      group_b 2013-06-11    NaN
              2013-07-02    NaN
              2013-07-09    NaN
              2013-07-30    NaN
              2013-08-06    NaN
              2013-09-03    NaN
              2013-10-01    NaN
      group_c 2013-06-11    NaN
              2013-07-02    NaN
              2013-07-09    NaN
              2013-07-30    NaN
              2013-08-06    NaN
              2013-09-03    NaN
              2013-10-01    NaN

整数列中的空值

可以看到新数据框中的数据已经从整数转换为浮点数。Pandas 在整数列中不能有空值。或者，我们可以将所有空值转换为 0，并将数据转换回整数。

new_df = new_df.fillna(0).astype(int)

结果

                          Value
loc_a group_a 2013-06-11     22
              2013-07-02     35
              2013-07-09     14
              2013-07-30      9
              2013-08-06      4
              2013-09-03     40
              2013-10-01     18
      group_b 2013-06-11      0
              2013-07-02      0
              2013-07-09      4
              2013-07-30      0
              2013-08-06      2
              2013-09-03      5
              2013-10-01      0
      group_c 2013-06-11      0
              2013-07-02      0
              2013-07-09      1
              2013-07-30      0
              2013-08-06      0
              2013-09-03      2
              2013-10-01      0
loc_b group_a 2013-06-11      0
              2013-07-02      0
              2013-07-09      0
              2013-07-30      0
              2013-08-06      0
              2013-09-03      0
              2013-10-01      3
      group_b 2013-06-11      0
              2013-07-02      0
              2013-07-09      0
              2013-07-30      0
              2013-08-06      0
              2013-09-03      0
              2013-10-01      0
      group_c 2013-06-11      0
              2013-07-02      0
              2013-07-09      0
              2013-07-30      0
              2013-08-06      0
              2013-09-03      0
              2013-10-01      0
于 2016-12-22T01:58:40.193 回答
24

您的问题不清楚您错过了哪些日期；我只是假设您想填写您在其他地方有观察NaN的任何日期。如果这个假设是错误的，我的解决方案将不得不修改。

旁注：包含一行来创建DataFrame

In [55]: df = pd.DataFrame({'A': ['loc_a'] * 12 + ['loc_b'],
   ....:                    'B': ['group_a'] * 7 + ['group_b'] * 3 + ['group_c'] * 2 + ['group_a'],
   ....:                    'Date': ["2013-06-11",
   ....:                            "2013-07-02",
   ....:                            "2013-07-09",
   ....:                            "2013-07-30",
   ....:                            "2013-08-06",
   ....:                            "2013-09-03",
   ....:                            "2013-10-01",
   ....:                            "2013-07-09",
   ....:                            "2013-08-06",
   ....:                            "2013-09-03",
   ....:                            "2013-07-09",
   ....:                            "2013-09-03",
   ....:                            "2013-10-01"],
   ....:                     'Value': [22, 35, 14,  9,  4, 40, 18, 4, 2, 5, 1, 2, 3]})

In [56]: 

In [56]: df.Date = pd.to_datetime(df.Date)

In [57]: df = df.set_index(['A', 'B', 'Date'])

In [58]: 

In [58]: print(df)
                          Value
A     B       Date             
loc_a group_a 2013-06-11     22
              2013-07-02     35
              2013-07-09     14
              2013-07-30      9
              2013-08-06      4
              2013-09-03     40
              2013-10-01     18
      group_b 2013-07-09      4
              2013-08-06      2
              2013-09-03      5
      group_c 2013-07-09      1
              2013-09-03      2
loc_b group_a 2013-10-01      3

为了填充未观察到的值，我们将使用unstackandstack方法。Unstacking 将创建NaN我们感兴趣的 s，然后我们将它们堆叠起来使用。

In [71]: df.unstack(['A', 'B'])
Out[71]: 
              Value                           
A             loc_a                      loc_b
B           group_a  group_b  group_c  group_a
Date                                          
2013-06-11       22      NaN      NaN      NaN
2013-07-02       35      NaN      NaN      NaN
2013-07-09       14        4        1      NaN
2013-07-30        9      NaN      NaN      NaN
2013-08-06        4        2      NaN      NaN
2013-09-03       40        5        2      NaN
2013-10-01       18      NaN      NaN        3


In [59]: df.unstack(['A', 'B']).fillna(0).stack(['A', 'B'])
Out[59]: 
                          Value
Date       A     B             
2013-06-11 loc_a group_a     22
                 group_b      0
                 group_c      0
           loc_b group_a      0
2013-07-02 loc_a group_a     35
                 group_b      0
                 group_c      0
           loc_b group_a      0
2013-07-09 loc_a group_a     14
                 group_b      4
                 group_c      1
           loc_b group_a      0
2013-07-30 loc_a group_a      9
                 group_b      0
                 group_c      0
           loc_b group_a      0
2013-08-06 loc_a group_a      4
                 group_b      2
                 group_c      0
           loc_b group_a      0
2013-09-03 loc_a group_a     40
                 group_b      5
                 group_c      2
           loc_b group_a      0
2013-10-01 loc_a group_a     18
                 group_b      0
                 group_c      0
           loc_b group_a      3

根据需要重新排序索引级别。

我不得不把它滑到fillna(0)中间，以免NaNs 掉下来。 stack确实有dropna论据。我认为将其设置为 false 会保留所有NaN行。也许是一个错误？

于 2013-06-25T02:31:16.710 回答