规范化pandas中的数据

时间:2012-09-21 07:04:24

标签: python pandas numpy

假设我有一个pandas数据框df

我想计算数据框的列方式。

这很简单:

df.apply(average) 

然后列方向范围max(col) - min(col)。这很容易再次:

df.apply(max) - df.apply(min)

现在,对于每个元素,我想减去其列的平均值并除以其列的范围。我不知道该怎么做

非常感谢任何帮助/指针。

5 个答案:

答案 0 :(得分:203)

In [92]: df
Out[92]:
           a         b          c         d
A  -0.488816  0.863769   4.325608 -4.721202
B -11.937097  2.993993 -12.916784 -1.086236
C  -5.569493  4.672679  -2.168464 -9.315900
D   8.892368  0.932785   4.535396  0.598124

In [93]: df_norm = (df - df.mean()) / (df.max() - df.min())

In [94]: df_norm
Out[94]:
          a         b         c         d
A  0.085789 -0.394348  0.337016 -0.109935
B -0.463830  0.164926 -0.650963  0.256714
C -0.158129  0.605652 -0.035090 -0.573389
D  0.536170 -0.376229  0.349037  0.426611

In [95]: df_norm.mean()
Out[95]:
a   -2.081668e-17
b    4.857226e-17
c    1.734723e-17
d   -1.040834e-17

In [96]: df_norm.max() - df_norm.min()
Out[96]:
a    1
b    1
c    1
d    1

答案 1 :(得分:65)

如果您不介意导入sklearn库,我建议您在this博客上讨论此方法。

import pandas as pd
from sklearn import preprocessing

data = {'score': [234,24,14,27,-74,46,73,-18,59,160]}
df = pd.DataFrame(data)
df

min_max_scaler = preprocessing.MinMaxScaler()
np_scaled = min_max_scaler.fit_transform(df)
df_normalized = pd.DataFrame(np_scaled)
df_normalized

答案 2 :(得分:31)

你可以使用apply,这有点整洁:

import numpy as np
import pandas as pd

np.random.seed(1)

df = pd.DataFrame(np.random.randn(4,4)* 4 + 3)

          0         1         2         3
0  9.497381  0.552974  0.887313 -1.291874
1  6.461631 -6.206155  9.979247 -0.044828
2  4.276156  2.002518  8.848432 -5.240563
3  1.710331  1.463783  7.535078 -1.399565

df.apply(lambda x: (x - np.mean(x)) / (np.max(x) - np.min(x)))

          0         1         2         3
0  0.515087  0.133967 -0.651699  0.135175
1  0.125241 -0.689446  0.348301  0.375188
2 -0.155414  0.310554  0.223925 -0.624812
3 -0.484913  0.244924  0.079473  0.114448

此外,如果您选择相关列,它与groupby很有效:

df['grp'] = ['A', 'A', 'B', 'B']

          0         1         2         3 grp
0  9.497381  0.552974  0.887313 -1.291874   A
1  6.461631 -6.206155  9.979247 -0.044828   A
2  4.276156  2.002518  8.848432 -5.240563   B
3  1.710331  1.463783  7.535078 -1.399565   B


df.groupby(['grp'])[[0,1,2,3]].apply(lambda x: (x - np.mean(x)) / (np.max(x) - np.min(x)))

     0    1    2    3
0  0.5  0.5 -0.5 -0.5
1 -0.5 -0.5  0.5  0.5
2  0.5  0.5  0.5 -0.5
3 -0.5 -0.5 -0.5  0.5

答案 3 :(得分:2)

稍微修改一下:Python Pandas Dataframe: Normalize data between 0.01 and 0.99?但是从一些评论认为它是相关的(抱歉,如果考虑转发,虽然...)

我想要定制标准化,因为常规的基准百分比或z分数是不够的。有时我知道人口的可行最大值和最小值是多少,因此除了我的样本,或者不同的中点,或者其他什么之外,我想要定义它!这通常可用于重新缩放和规范化神经网络的数据,您可能希望所有输入介于0和1之间,但您的某些数据可能需要以更加自定义的方式进行缩放...因为百分位数和标准值假定您的样本覆盖人口,但有时我们知道这不是真的。在可视化热图中的数据时,它对我也非常有用。所以我构建了一个自定义函数(在这里使用代码中的额外步骤使其尽可能可读):

def NormData(s,low='min',center='mid',hi='max',insideout=False,shrinkfactor=0.):    
    if low=='min':
        low=min(s)
    elif low=='abs':
        low=max(abs(min(s)),abs(max(s)))*-1.#sign(min(s))
    if hi=='max':
        hi=max(s)
    elif hi=='abs':
        hi=max(abs(min(s)),abs(max(s)))*1.#sign(max(s))

    if center=='mid':
        center=(max(s)+min(s))/2
    elif center=='avg':
        center=mean(s)
    elif center=='median':
        center=median(s)

    s2=[x-center for x in s]
    hi=hi-center
    low=low-center
    center=0.

    r=[]

    for x in s2:
        if x<low:
            r.append(0.)
        elif x>hi:
            r.append(1.)
        else:
            if x>=center:
                r.append((x-center)/(hi-center)*0.5+0.5)
            else:
                r.append((x-low)/(center-low)*0.5+0.)

    if insideout==True:
        ir=[(1.-abs(z-0.5)*2.) for z in r]
        r=ir

    rr =[x-(x-0.5)*shrinkfactor for x in r]    
    return rr

这将包含一个熊猫系列,甚至只是一个列表,并将其标准化为您指定的低点,中点和高点。还有一个收缩因素!允许你缩小端点0和1的数据(我在matplotlib中组合色彩映射时必须这样做:Single pcolormesh with more than one colormap using Matplotlib)所以你可能会看到代码是如何工作的,但基本上说你有值[ - 5,1,10]在一个样本中,但想要基于-7到7的范围进行标准化(所以任何高于7的值,我们的“10”被视为有效的7),中点为2,但将其缩小为适合256 RGB colormap:

#In[1]
NormData([-5,2,10],low=-7,center=1,hi=7,shrinkfactor=2./256)
#Out[1]
[0.1279296875, 0.5826822916666667, 0.99609375]

它也可以将你的数据翻出来...这看起来很奇怪,但我发现它对于热图有用。假设您希望颜色更接近0而不是高/低。您可以根据标准化数据进行热图,其中insideout = True:

#In[2]
NormData([-5,2,10],low=-7,center=1,hi=7,insideout=True,shrinkfactor=2./256)
#Out[2]
[0.251953125, 0.8307291666666666, 0.00390625]

所以现在最接近中心的“2”,定义为“1”是最高值。

无论如何,如果您希望以其他可能对您有用的方式重新调整数据,我认为我的应用程序是相关的。

答案 4 :(得分:0)

这是您按列进行操作的方式:

[df[col].update((df[col] - df[col].min()) / (df[col].max() - df[col].min())) for col in df.columns]