Python处理大数据的技巧, 2022-06-21

Python016

Python处理大数据的技巧, 2022-06-21,第1张

(2022.06.21 Tues)

收集整理了Python处理大量数据方法,基于Pandas,Numpy等数据处理工具。

用df的 info 方法并指定 memory_usage='deep' 参数,或使用df的 memory_usage 方法,并指定 deep=True 参数。

在读取数据文件的方法中加入 nrows 参数选择前n行数据读取。

也可以跳过m行之后,读取从m行开始的n行

当然也可以在 skiprows 选项中指定范围,保留headers,即保留列名

可以指定 skiprows 中需要忽略的行,用list或array导入即可。下面是随机

如果在这个指令中忽略 nrows=10 指令,则读取跳过100行之后的所有数据。

预先指定读入的列,缩小加载范围

不同的数据类型占用了不同大小的空间,对于尚未读取的数据,可以提前指定类型( dtype );对于已经读入的数据,通过 astype 方法修改成占空间更小的数据类型。

在读入数据之前,通过字典指定每列对应的数据类型,读入之后按照此类型显示数据。

通过改变数据类型减少空间的案例。修改DataFrame d 中的一列 Sctcd ,注意到该列的数据都是1、2、0,而保存类型是object,果断改成 uint8 ,通过 df.info(memory_usage='deep') 方法对比内存的使用情况。仅仅修改了一个列的类型,数据大小减小3MB。

一个特殊而高效的案例是当某一列的值只有有限个,不管是int还是string格式,且该列unque值远小于列的长度,可以将该列转变为 category 类,将节省大量空间。这么做当然也有代价,比如转换成 category 类的数据将无法做max/min等运算,由数字转换成的 category 也不能进行数值运算。这种转换对内存的节省效果显著,下面是对比。 dcol 只有两列, Stkcd 和 Stknme ,查看unique的个数与总长度,显示unique远小于总长度,分别转换为 category 类型,内存节省超过90%!

通过Pandas的 read_csv 方法中的 chunksize 选项指定读取的块大小,并迭代地对读取的块做运算。

1 https冒号//www点dataquest点io/blog/pandas-big-data/

2 CSDN - python 处理大量数据_如何用python处理大量数据

2 How to Work with BIG Datasets on 16G RAM (+Dask), on kaggle

在 pandas 中,存储文本主要有两种方式

但一般建议使用 StringDtype 类型存储文本数据。都是由于各种原因,现在字符串数据的默认存储类型还是 object 。

要存储为 string 类型,需要显式的设置 dtype 参数

或者在创建 Series 或 DataFrame 之后,使用 astype 转换类型

也可以使用 StringDtype/"string" 转换其他非字符串类型的数据

转换现有数据的类型

StringDtype 类型对象与 object 类型之间存在一些差异

两个结果的输出都是 Int64 类型。将其与 object 类型比较

当存在 NA 值时,输出为 float64 。类似地,对于返回布尔值的方法

Series 和 Index 有一套字符串处理方法,可以方便地对数组的每个元素进行操作,最重要的是,这些方法会自动忽略缺失值。

这些方法可以通过 str 属性访问,通常具有与内置字符串方法相匹配的名称

Index 上的字符串方法对于清理或转换 DataFrame 的列特别有用。

例如,您可能有带有前导或后置空格的列

因为 df.columns 是一个 Index 对象,所以我们可以使用 .str 访问器

我们可以根据需要对列名进行处理,然后重新设置列名。

例如,我们删除列名的前后空格,并将其改为小写字母,同时用 _ 替换剩余的空格

split 方法会返回一个值为 list 的 Series

可以使用 get 或 [] 访问拆分后的列表中的元素

更简单的方法是设置 expand 参数,返回一个 DataFrame

当原来的 Series 包含 StringDtype 类型的数据时,输出列也将全部为 StringDtype

当然,也可以设置切割次数

它还有个对应的 rsplit 方法,从右边起始对字符串进行拆分

replace 参数支持使用正则表达式,前两个参数是 pat (匹配模式) 和 repl (替换字符串)

如果只是想要替换字符串字面值,可以将 regex 参数设置为 False ,而不需要对每个特殊字符进行转义。此时 pat 和 repl 参数必须是字符串

此外, replace 方法还接受一个可调用的替换函数,会使用 re.sub() 方法在每个匹配的模式上调用该函数

该函数需要传入一个正则对象作为位置参数,并返回一个字符串。例如

replace 方法的 pat 参数还接受 re.compile() 编译的正则表达式对象。所有的 flags 需要在编译正则对象时设置

如果在 replace 中设置 flags 参数,则会抛出异常

有几种方法可以将一个 Series 或 Index 与自己或其他的 Series 或 Index 相连接,所有这些方法都是基于 cat() 方法

可以连接一个 Series 或 Index 的内容

如果未指定 sep 参数,则默认为空字符串

默认会跳过缺失值,也可以使用 na_rep 指定缺失值的表示方式

cat() 的第一个参数 others 可以是类似列表的对象,但是其长度需要和调用对象一致

只要两个对象中存在缺失值,对应的结果中也是缺失值,除非指定了 na_rep

others 参数也可以是二维的,但是得保证其行数必须与调用的对象一致

对于 Series 或 DataFrame 的连接,可以通过设置 join 参数指定对齐方式

通常 join 可选范围为: 'left' , 'outer' , 'inner' , 'right' 。此时,不再要求两个对象长度一致

当 others 参数是 DataFrame 时,也可以使用

可以将一些类似数组的对象(如 Series , Index 等)放在一个类似列表的容器中,然后传递给 cat

对于没有索引的对象,其长度必须与调用 cat 的对象相同。但是 Series 和 Index 可以是任意的,除非设置了 json=None 。

如果在 others 参数上包含不同索引的对象,且设置了 join='right' ,则最后的结果将会是这些索引的并集