在pandas中改组/置换DataFrame

时间:2013-04-02 18:50:13

标签: python numpy pandas

通过行或按列在pandas中随机播放数据帧的简单有效方法是什么?即如何编写一个函数shuffle(df, n, axis=0),它接受​​一个数据帧,一些shuffle n和一个轴(axis=0是行,axis=1是列)并返回一个副本已经洗牌n次的数据帧。

编辑:键是在不破坏数据框的行/列标签的情况下执行此操作。如果你只是拖拽那些丢失所有信息的df.index。我希望生成的df与原始a相同,除了行的顺序或列的顺序不同。

Edit2 :我的问题不明确。当我说洗牌行时,我的意思是每行独立洗牌。因此,如果您有两列ba,我希望每行都进行自动调整,以便您在bfor 1...n: for each col in df: shuffle column return new_df 之间没有相同的关联。如果你只是重新整理每一行,你就会这样做。类似的东西:

def shuffle(df, n, axis=0):
        shuffled_df = df.copy()
        for k in range(n):
            shuffled_df.apply(np.random.shuffle(shuffled_df.values),axis=axis)
        return shuffled_df

df = pandas.DataFrame({'A':range(10), 'B':range(10)})
shuffle(df, 5)

但希望比天真循环更有效率。这对我不起作用:

{{1}}

10 个答案:

答案 0 :(得分:192)

使用numpy的random.permuation函数:

In [1]: df = pd.DataFrame({'A':range(10), 'B':range(10)})

In [2]: df
Out[2]:
   A  B
0  0  0
1  1  1
2  2  2
3  3  3
4  4  4
5  5  5
6  6  6
7  7  7
8  8  8
9  9  9


In [3]: df.reindex(np.random.permutation(df.index))
Out[3]:
   A  B
0  0  0
5  5  5
6  6  6
3  3  3
8  8  8
7  7  7
9  9  9
1  1  1
2  2  2
4  4  4

答案 1 :(得分:78)

采样随机化,因此只需对整个数据帧进行采样。

df.sample(frac=1)

答案 2 :(得分:30)

In [16]: def shuffle(df, n=1, axis=0):     
    ...:     df = df.copy()
    ...:     for _ in range(n):
    ...:         df.apply(np.random.shuffle, axis=axis)
    ...:     return df
    ...:     

In [17]: df = pd.DataFrame({'A':range(10), 'B':range(10)})

In [18]: shuffle(df)

In [19]: df
Out[19]: 
   A  B
0  8  5
1  1  7
2  7  3
3  6  2
4  3  4
5  0  1
6  9  0
7  4  6
8  2  8
9  5  9

答案 3 :(得分:18)

您可以使用sklearn.utils.shuffle()requires sklearn 0.16.1或更高版本来支持Pandas数据框):

# Generate data
import pandas as pd
df = pd.DataFrame({'A':range(5), 'B':range(5)})
print('df: {0}'.format(df))

# Shuffle Pandas data frame
import sklearn.utils
df = sklearn.utils.shuffle(df)
print('\n\ndf: {0}'.format(df))

输出:

df:    A  B
0  0  0
1  1  1
2  2  2
3  3  3
4  4  4


df:    A  B
1  1  1
0  0  0
3  3  3
4  4  4
2  2  2

然后,您可以使用df.reset_index()重置索引列,如果需要:

df = df.reset_index(drop=True)
print('\n\ndf: {0}'.format(df)

输出:

df:    A  B
0  1  1
1  0  0
2  4  4
3  2  2
4  3  3

答案 4 :(得分:6)

从文档中使用sample()

In [79]: s = pd.Series([0,1,2,3,4,5])

# When no arguments are passed, returns 1 row.
In [80]: s.sample()
Out[80]: 
0    0
dtype: int64

# One may specify either a number of rows:
In [81]: s.sample(n=3)
Out[81]: 
5    5
2    2
4    4
dtype: int64

# Or a fraction of the rows:
In [82]: s.sample(frac=0.5)
Out[82]: 
5    5
4    4
1    1
dtype: int64

答案 5 :(得分:3)

我采取了稍微调整@root的答案并直接使用原始值。当然,这意味着你失去了进行花哨索引的能力,但它只是在改组数据时非常有效。

In [1]: import numpy

In [2]: import pandas

In [3]: df = pandas.DataFrame({"A": range(10), "B": range(10)})    

In [4]: %timeit df.apply(numpy.random.shuffle, axis=0)
1000 loops, best of 3: 406 µs per loop

In [5]: %%timeit
   ...: for view in numpy.rollaxis(df.values, 1):
   ...:     numpy.random.shuffle(view)
   ...: 
10000 loops, best of 3: 22.8 µs per loop

In [6]: %timeit df.apply(numpy.random.shuffle, axis=1)
1000 loops, best of 3: 746 µs per loop

In [7]: %%timeit                                      
for view in numpy.rollaxis(df.values, 0):
    numpy.random.shuffle(view)
   ...: 
10000 loops, best of 3: 23.4 µs per loop

请注意numpy.rollaxis将指定的轴带到第一个维度,然后让我们使用剩余的维度迭代数组,即,如果我们想要沿着第一个维度(列)进行混洗,我们需要滚动前面的第二个维度,以便我们将混洗应用于第一维的视图。

In [8]: numpy.rollaxis(df, 0).shape
Out[8]: (10, 2) # we can iterate over 10 arrays with shape (2,) (rows)

In [9]: numpy.rollaxis(df, 1).shape
Out[9]: (2, 10) # we can iterate over 2 arrays with shape (10,) (columns)

然后你的最终函数使用一个技巧使结果符合将函数应用于轴的期望:

def shuffle(df, n=1, axis=0):     
    df = df.copy()
    axis = int(not axis) # pandas.DataFrame is always 2D
    for _ in range(n):
        for view in numpy.rollaxis(df.values, axis):
            numpy.random.shuffle(view)
    return df

答案 6 :(得分:2)

当你想要对你的索引进行洗牌时,这可能会更有用。

def shuffle(df):
    index = list(df.index)
    random.shuffle(index)
    df = df.ix[index]
    df.reset_index()
    return df

使用新索引选择新的df,然后重置它们。

答案 7 :(得分:1)

pandas中的一个简单解决方案是在每列上独立使用sample方法。使用apply迭代每列:

df = pd.DataFrame({'a':[1,2,3,4,5,6], 'b':[1,2,3,4,5,6]})
df

   a  b
0  1  1
1  2  2
2  3  3
3  4  4
4  5  5
5  6  6

df.apply(lambda x: x.sample(frac=1).values)

   a  b
0  4  2
1  1  6
2  6  5
3  5  3
4  2  4
5  3  1

您必须使用.value以便返回一个numpy数组而不是系列,否则返回的Series将与原始DataFrame对齐而不更改一个东西:

df.apply(lambda x: x.sample(frac=1))

   a  b
0  1  1
1  2  2
2  3  3
3  4  4
4  5  5
5  6  6

答案 8 :(得分:0)

如果你只想改组DataFrame的一个子集,我发现这是一个解决方法:

shuffle_to_index = 20
df = pd.concat([df.iloc[np.random.permutation(range(shuffle_to_index))], df.iloc[shuffle_to_index:]])

答案 9 :(得分:0)

我知道问题是pandas df,但是如果按行发生洗牌(列顺序改变,行顺序不变),则列名称不再重要,使用起来可能很有趣取而代之的是np.array,然后np.apply_along_axis()将成为您的目标。

如果这是可以接受的,那么这将是有帮助的,请注意,可以很容易地切换数据被随机排列的轴。

如果您的熊猫数据框名为df,您可以:

  1. 使用values = df.values
  2. 获取数据框的值
  3. np.array
  4. 创建values
  5. 应用下面显示的方法按行或列
  6. np.array进行随机播放
  7. 从混乱的np.array
  8. 重新创建一个新的(改组的)pandas df

    原始数组

    a = np.array([[10, 11, 12], [20, 21, 22], [30, 31, 32],[40, 41, 42]])
    print(a)
    [[10 11 12]
     [20 21 22]
     [30 31 32]
     [40 41 42]]
    

    保持行顺序,在每行中随机播放列数

    print(np.apply_along_axis(np.random.permutation, 1, a))
    [[11 12 10]
     [22 21 20]
     [31 30 32]
     [40 41 42]]
    

    保持列的顺序,在每列中随机播放行

    print(np.apply_along_axis(np.random.permutation, 0, a))
    [[40 41 32]
     [20 31 42]
     [10 11 12]
     [30 21 22]]
    

    原始数组未更改

    print(a)
    [[10 11 12]
     [20 21 22]
     [30 31 32]
     [40 41 42]]