将pandas函数应用于列以创建多个新列?

时间:2013-04-26 12:38:34

标签: python pandas merge multiple-columns return-type

如何在熊猫中做到这一点:

我在单个文本列上有一个函数extract_text_features,返回多个输出列。具体来说,该函数返回6个值。

该函数有效,但似乎没有任何正确的返回类型(pandas DataFrame / numpy数组/ Python列表),以便输出可以正确分配df.ix[: ,10:16] = df.textcol.map(extract_text_features)

所以我认为我需要根据this回到df.iterrows()进行迭代?

更新: 使用df.iterrows()进行迭代的速度至少要慢20倍,因此我放弃并将该函数拆分为六个不同的.map(lambda ...)调用。

更新2:v0.11.0回答了这个问题。因此,大部分问题和答案都不太相关。

14 个答案:

答案 0 :(得分:136)

我通常使用zip执行此操作:

>>> df = pd.DataFrame([[i] for i in range(10)], columns=['num'])
>>> df
    num
0    0
1    1
2    2
3    3
4    4
5    5
6    6
7    7
8    8
9    9

>>> def powers(x):
>>>     return x, x**2, x**3, x**4, x**5, x**6

>>> df['p1'], df['p2'], df['p3'], df['p4'], df['p5'], df['p6'] = \
>>>     zip(*df['num'].map(powers))

>>> df
        num     p1      p2      p3      p4      p5      p6
0       0       0       0       0       0       0       0
1       1       1       1       1       1       1       1
2       2       2       4       8       16      32      64
3       3       3       9       27      81      243     729
4       4       4       16      64      256     1024    4096
5       5       5       25      125     625     3125    15625
6       6       6       36      216     1296    7776    46656
7       7       7       49      343     2401    16807   117649
8       8       8       64      512     4096    32768   262144
9       9       9       81      729     6561    59049   531441

答案 1 :(得分:82)

建立用户1827356的答案,您可以使用df.merge一次性完成作业:

df.merge(df.textcol.apply(lambda s: pd.Series({'feature1':s+1, 'feature2':s-1})), 
    left_index=True, right_index=True)

    textcol  feature1  feature2
0  0.772692  1.772692 -0.227308
1  0.857210  1.857210 -0.142790
2  0.065639  1.065639 -0.934361
3  0.819160  1.819160 -0.180840
4  0.088212  1.088212 -0.911788

答案 2 :(得分:67)

这就是我过去所做的事情

df = pd.DataFrame({'textcol' : np.random.rand(5)})

df
    textcol
0  0.626524
1  0.119967
2  0.803650
3  0.100880
4  0.017859

df.textcol.apply(lambda s: pd.Series({'feature1':s+1, 'feature2':s-1}))
   feature1  feature2
0  1.626524 -0.373476
1  1.119967 -0.880033
2  1.803650 -0.196350
3  1.100880 -0.899120
4  1.017859 -0.982141

编辑完整性

pd.concat([df, df.textcol.apply(lambda s: pd.Series({'feature1':s+1, 'feature2':s-1}))], axis=1)
    textcol feature1  feature2
0  0.626524 1.626524 -0.373476
1  0.119967 1.119967 -0.880033
2  0.803650 1.803650 -0.196350
3  0.100880 1.100880 -0.899120
4  0.017859 1.017859 -0.982141

答案 3 :(得分:49)

对于95%的用例,这是实现此目的的正确和最简单的方法:

>>> df = pd.DataFrame(zip(*[range(10)]), columns=['num'])
>>> df
    num
0    0
1    1
2    2
3    3
4    4
5    5

>>> def example(x):
...     x['p1'] = x['num']**2
...     x['p2'] = x['num']**3
...     x['p3'] = x['num']**4
...     return x

>>> df = df.apply(example, axis=1)
>>> df
    num  p1  p2  p3
0    0   0   0    0
1    1   1   1    1
2    2   4   8   16
3    3   9  27   81
4    4  16  64  256

答案 4 :(得分:14)

摘要:如果您只想创建几列,请使用df[['new_col1','new_col2']] = df[['data1','data2']].apply( function_of_your_choosing(x), axis=1)

对于此解决方案,您创建的新列数必须等于用作.apply()函数输入的列数。如果你想做别的事情,请看看其他答案。

<强>详情 假设您有两列数据帧。第一列是10岁时人的身高;第二个是20岁时的人的身高。

假设您需要计算每个人身高的平均值和每个人身高的总和。这是每行两个值。

您可以通过以下即将应用的功能执行此操作:

def mean_and_sum(x):
    """
    Calculates the mean and sum of two heights.
    Parameters:
    :x -- the values in the row this function is applied to. Could also work on a list or a tuple.
    """

    sum=x[0]+x[1]
    mean=sum/2
    return [mean,sum]

您可以像这样使用此功能:

 df[['height_at_age_10','height_at_age_20']].apply(mean_and_sum(x),axis=1)

(要明确:此apply函数接受子集化数据框中每一行的值并返回一个列表。)

但是,如果你这样做:

df['Mean_&_Sum'] = df[['height_at_age_10','height_at_age_20']].apply(mean_and_sum(x),axis=1)

您将创建一个包含[mean,sum]列表的新列,您可能希望避免这些列,因为这需要另一个Lambda / Apply。

相反,您希望将每个值分解为自己的列。为此,您可以一次创建两列:

df[['Mean','Sum']] = df[['height_at_age_10','height_at_age_20']]
.apply(mean_and_sum(x),axis=1)

答案 5 :(得分:10)

我看了几种方法,这里显示的方法(返回一个熊猫系列)似乎并不是最有效的。

如果我们从一个庞大的随机数据数据框开始:

# Setup a dataframe of random numbers and create a 
df = pd.DataFrame(np.random.randn(10000,3),columns=list('ABC'))
df['D'] = df.apply(lambda r: ':'.join(map(str, (r.A, r.B, r.C))), axis=1)
columns = 'new_a', 'new_b', 'new_c'

此处显示的示例:

# Create the dataframe by returning a series
def method_b(v):
    return pd.Series({k: v for k, v in zip(columns, v.split(':'))})
%timeit -n10 -r3 df.D.apply(method_b)
  

10个循环,最佳3:每循环2.77秒

另一种方法:

# Create a dataframe from a series of tuples
def method_a(v):
    return v.split(':')
%timeit -n10 -r3 pd.DataFrame(df.D.apply(method_a).tolist(), columns=columns)
  

10个循环,最佳3:每循环8.85毫秒

通过我的计算,获取一系列元组然后将其转换为DataFrame效率更高。如果我的工作中出现错误,我会有兴趣听听别人的想法。

答案 6 :(得分:9)

在2018年,我将apply()与参数result_type='expand'一起使用

>>> appiled_df = df.apply(lambda row: fn(row.text), axis='columns', result_type='expand')
>>> df = pd.concat([df, appiled_df], axis='columns')

答案 7 :(得分:9)

这对我来说很有效:

输入df

df = pd.DataFrame({'col x': [1,2,3]})
   col x
0      1
1      2
2      3

功能

def f(x):
    return pd.Series([x*x, x*x*x])

创建2个新列:

df[['square x', 'cube x']] = df['col x'].apply(f)

输出:

   col x  square x  cube x
0      1         1       1
1      2         4       8
2      3         9      27

答案 8 :(得分:8)

对于大量数据,接受的解决方案将非常缓慢。具有最多数量的upvotes的解决方案有点难以阅读,并且还因数字数据而变慢。如果每个新列都可以独立于其他列进行计算,我只需直接分配每个列而不使用apply

假字符数据的示例

在DataFrame中创建100,000个字符串

df = pd.DataFrame(np.random.choice(['he jumped', 'she ran', 'they hiked'],
                                   size=100000, replace=True),
                  columns=['words'])
df.head()
        words
0     she ran
1     she ran
2  they hiked
3  they hiked
4  they hiked

假设我们想要在原始问题中提取一些文本特征。例如,让我们提取第一个字符,计算字母'e'的出现次数并将该短语大写。

df['first'] = df['words'].str[0]
df['count_e'] = df['words'].str.count('e')
df['cap'] = df['words'].str.capitalize()
df.head()
        words first  count_e         cap
0     she ran     s        1     She ran
1     she ran     s        1     She ran
2  they hiked     t        2  They hiked
3  they hiked     t        2  They hiked
4  they hiked     t        2  They hiked

<强>计时

%%timeit
df['first'] = df['words'].str[0]
df['count_e'] = df['words'].str.count('e')
df['cap'] = df['words'].str.capitalize()
127 ms ± 585 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)

def extract_text_features(x):
    return x[0], x.count('e'), x.capitalize()

%timeit df['first'], df['count_e'], df['cap'] = zip(*df['words'].apply(extract_text_features))
101 ms ± 2.96 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)

令人惊讶的是,您可以通过循环遍历每个值来获得更好的性能

%%timeit
a,b,c = [], [], []
for s in df['words']:
    a.append(s[0]), b.append(s.count('e')), c.append(s.capitalize())

df['first'] = a
df['count_e'] = b
df['cap'] = c
79.1 ms ± 294 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)

伪造数字数据的另一个例子

创建100万个随机数并从上面测试powers函数。

df = pd.DataFrame(np.random.rand(1000000), columns=['num'])


def powers(x):
    return x, x**2, x**3, x**4, x**5, x**6

%%timeit
df['p1'], df['p2'], df['p3'], df['p4'], df['p5'], df['p6'] = \
       zip(*df['num'].map(powers))
1.35 s ± 83.6 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1 loop each)

分配每列快25倍且非常易读:

%%timeit 
df['p1'] = df['num'] ** 1
df['p2'] = df['num'] ** 2
df['p3'] = df['num'] ** 3
df['p4'] = df['num'] ** 4
df['p5'] = df['num'] ** 5
df['p6'] = df['num'] ** 6
51.6 ms ± 1.9 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)

我使用more details hereapply通常不适合的原因做出了类似的回应。

答案 9 :(得分:6)

在另外两个类似的问题中发布了相同的答案。我更喜欢这样做的方式是将函数的返回值包装成一系列:

def f(x):
    return pd.Series([x**2, x**3])

然后使用以下应用来创建单独的列:

df[['x**2','x**3']] = df.apply(lambda row: f(row['x']), axis=1)

答案 10 :(得分:4)

只需使用result_type="expand"

df = pd.DataFrame(np.random.randint(0,10,(10,2)), columns=["random", "a"])
df[["sq_a","cube_a"]] = df.apply(lambda x: [x.a**2, x.a**3], axis=1, result_type="expand")

答案 11 :(得分:1)

您可以返回整行而不是值:

df = df.apply(extract_text_features,axis = 1)

函数返回行的地方

def extract_text_features(row):
      row['new_col1'] = value1
      row['new_col2'] = value2
      return row

答案 12 :(得分:1)

def extract_text_features(feature):
    ...
    ...
    return pd.Series((feature1, feature2)) 

df[['NewFeature1', 'NewFeature1']] = df[['feature']].apply(extract_text_features, axis=1)

此处,具有单个功能的数据帧正在转换为两个新功能。 也尝试一下。

答案 13 :(得分:0)

我的情况更为复杂,数据集具有嵌套结构:

import json
data = '{"TextID":{"0":"0038f0569e","1":"003eb6998d","2":"006da49ea0"},"Summary":{"0":{"Crisis_Level":["c"],"Type":["d"],"Special_Date":["a"]},"1":{"Crisis_Level":["d"],"Type":["a","d"],"Special_Date":["a"]},"2":{"Crisis_Level":["d"],"Type":["a"],"Special_Date":["a"]}}}'
df = pd.DataFrame.from_dict(json.loads(data))
print(df)

输出:

        TextID                                            Summary
0  0038f0569e  {'Crisis_Level': ['c'], 'Type': ['d'], 'Specia...
1  003eb6998d  {'Crisis_Level': ['d'], 'Type': ['a', 'd'], 'S...
2  006da49ea0  {'Crisis_Level': ['d'], 'Type': ['a'], 'Specia...

Summary列包含字典对象,因此我将applyfrom_dictstack一起使用来提取字典的每一行:

df2 = df.apply(
    lambda x: pd.DataFrame.from_dict(x[1], orient='index').stack(), axis=1)
print(df2)

输出:

    Crisis_Level Special_Date Type     
                0            0    0    1
0            c            a    d  NaN
1            d            a    a    d
2            d            a    a  NaN

看起来不错,但缺少TextID列。为了找回TextID列,我尝试了三种方法:

  1. 修改apply以返回多列:

    df_tmp = df.copy()
    
    df_tmp[['TextID', 'Summary']] = df.apply(
        lambda x: pd.Series([x[0], pd.DataFrame.from_dict(x[1], orient='index').stack()]), axis=1)
    print(df_tmp)
    

    输出:

        TextID                                            Summary
    0  0038f0569e  Crisis_Level  0    c
    Type          0    d
    Spec...
    1  003eb6998d  Crisis_Level  0    d
    Type          0    a
        ...
    2  006da49ea0  Crisis_Level  0    d
    Type          0    a
    Spec...
    

    但这不是我想要的,Summary结构是扁平的。

  2. 使用pd.concat

    df_tmp2 = pd.concat([df['TextID'], df2], axis=1)
    print(df_tmp2)
    

    输出:

        TextID (Crisis_Level, 0) (Special_Date, 0) (Type, 0) (Type, 1)
    0  0038f0569e                 c                 a         d       NaN
    1  003eb6998d                 d                 a         a         d
    2  006da49ea0                 d                 a         a       NaN
    

    看起来不错,MultiIndex列结构保留为元组。但是请检查列的类型:

    df_tmp2.columns
    

    输出:

    Index(['TextID', ('Crisis_Level', 0), ('Special_Date', 0), ('Type', 0),
        ('Type', 1)],
        dtype='object')
    

    就像普通的Index类,而不是MultiIndex类。

  3. 使用set_index

    在执行一些复杂的apply函数之后,然后reset_index将要保留的所有列都转换为行索引:

    df_tmp3 = df.set_index('TextID')
    
    df_tmp3 = df_tmp3.apply(
        lambda x: pd.DataFrame.from_dict(x[0], orient='index').stack(), axis=1)
    
    df_tmp3 = df_tmp3.reset_index(level=0)
    print(df_tmp3)
    

    输出:

        TextID Crisis_Level Special_Date Type     
                            0            0    0    1
    0  0038f0569e            c            a    d  NaN
    1  003eb6998d            d            a    a    d
    2  006da49ea0            d            a    a  NaN
    

    检查列的类型

    df_tmp3.columns
    

    输出:

    MultiIndex(levels=[['Crisis_Level', 'Special_Date', 'Type', 'TextID'], [0, 1, '']],
            codes=[[3, 0, 1, 2, 2], [2, 0, 0, 0, 1]])
    

因此,如果您的apply函数将返回MultiIndex列,并且您想要保留它,则可能要尝试第三个方法。

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