在Spark RDD和/或Spark DataFrame中重新整形/透视数据

时间:2015-05-15 12:51:27

标签: python apache-spark pyspark apache-spark-sql pivot

我有以下格式的数据(RDD或Spark DataFrame):

from pyspark.sql import SQLContext
sqlContext = SQLContext(sc)

 rdd = sc.parallelize([('X01',41,'US',3),
                       ('X01',41,'UK',1),
                       ('X01',41,'CA',2),
                       ('X02',72,'US',4),
                       ('X02',72,'UK',6),
                       ('X02',72,'CA',7),
                       ('X02',72,'XX',8)])

# convert to a Spark DataFrame                    
schema = StructType([StructField('ID', StringType(), True),
                     StructField('Age', IntegerType(), True),
                     StructField('Country', StringType(), True),
                     StructField('Score', IntegerType(), True)])

df = sqlContext.createDataFrame(rdd, schema)

我想做的是“重塑”数据,将国家/地区(特别是美国,英国和加州)的某些行转换为列:

ID    Age  US  UK  CA  
'X01'  41  3   1   2  
'X02'  72  4   6   7   

基本上,我需要Python pivot工作流程中的某些内容:

categories = ['US', 'UK', 'CA']
new_df = df[df['Country'].isin(categories)].pivot(index = 'ID', 
                                                  columns = 'Country',
                                                  values = 'Score')

我的数据集相当大,所以我不能真正collect()并将数据摄取到内存中以在Python本身进行重塑。有没有办法在映射RDD或Spark DataFrame时将Python的.pivot()转换为可调用的函数?任何帮助将不胜感激!

6 个答案:

答案 0 :(得分:17)

自Spark 1.6起,您可以在GroupedData上使用pivot函数并提供聚合表达式。

pivoted = (df
    .groupBy("ID", "Age")
    .pivot(
        "Country",
        ['US', 'UK', 'CA'])  # Optional list of levels
    .sum("Score"))  # alternatively you can use .agg(expr))
pivoted.show()

## +---+---+---+---+---+
## | ID|Age| US| UK| CA|
## +---+---+---+---+---+
## |X01| 41|  3|  1|  2|
## |X02| 72|  4|  6|  7|
## +---+---+---+---+---+

可以省略级别,但是如果提供则可以提高性能并充当内部过滤器。

此方法仍然相对较慢,但肯定会在JVM和Python之间手动传递数据。

答案 1 :(得分:7)

首先,这可能不是一个好主意,因为你没有得到任何额外的信息,但是你用固定的模式约束自己(即你必须知道你期望的国家数量,当然,额外的国家意味着代码的变化)

话虽如此,这是一个SQL问题,如下所示。但是如果你认为它不是“类似软件”(严重的话,我听过这个!!),那么你可以参考第一个解决方案。

解决方案1:

def reshape(t):
    out = []
    out.append(t[0])
    out.append(t[1])
    for v in brc.value:
        if t[2] == v:
            out.append(t[3])
        else:
            out.append(0)
    return (out[0],out[1]),(out[2],out[3],out[4],out[5])
def cntryFilter(t):
    if t[2] in brc.value:
        return t
    else:
        pass

def addtup(t1,t2):
    j=()
    for k,v in enumerate(t1):
        j=j+(t1[k]+t2[k],)
    return j

def seq(tIntrm,tNext):
    return addtup(tIntrm,tNext)

def comb(tP,tF):
    return addtup(tP,tF)


countries = ['CA', 'UK', 'US', 'XX']
brc = sc.broadcast(countries)
reshaped = calls.filter(cntryFilter).map(reshape)
pivot = reshaped.aggregateByKey((0,0,0,0),seq,comb,1)
for i in pivot.collect():
    print i

现在,解决方案2:当然更好,因为SQL是这个

的正确工具
callRow = calls.map(lambda t:   

Row(userid=t[0],age=int(t[1]),country=t[2],nbrCalls=t[3]))
callsDF = ssc.createDataFrame(callRow)
callsDF.printSchema()
callsDF.registerTempTable("calls")
res = ssc.sql("select userid,age,max(ca),max(uk),max(us),max(xx)\
                    from (select userid,age,\
                                  case when country='CA' then nbrCalls else 0 end ca,\
                                  case when country='UK' then nbrCalls else 0 end uk,\
                                  case when country='US' then nbrCalls else 0 end us,\
                                  case when country='XX' then nbrCalls else 0 end xx \
                             from calls) x \
                     group by userid,age")
res.show()

数据设置:

data=[('X01',41,'US',3),('X01',41,'UK',1),('X01',41,'CA',2),('X02',72,'US',4),('X02',72,'UK',6),('X02',72,'CA',7),('X02',72,'XX',8)]
 calls = sc.parallelize(data,1)
countries = ['CA', 'UK', 'US', 'XX']

结果:

从第一个解决方案

(('X02', 72), (7, 6, 4, 8)) 
(('X01', 41), (2, 1, 3, 0))

从第二个解决方案:

root  |-- age: long (nullable = true)  
      |-- country: string (nullable = true)  
      |-- nbrCalls: long (nullable = true)  
      |-- userid: string (nullable = true)

userid age ca uk us xx 
 X02    72  7  6  4  8  
 X01    41  2  1  3  0

请告知我这是否有效:)

最佳

阿燕

答案 2 :(得分:4)

这是一种原生的Spark方法,它不会对列名进行硬连接。它基于aggregateByKey,并使用字典来收集每个键显示的列。然后我们收集所有列名称以创建最终的数据帧。 [先前版本在为每条记录发布字典后使用了jsonRDD,但效率更高。]限制到特定的列列表,或排除XX之类的字段将是一个简单的修改。

即使在相当大的桌子上,表现也很好。我使用的变体计算每个ID发生的每个可变数量事件的次数,每个事件类型生成一列。代码基本相同,只是它使用collections.Counter而不是seqFn中的dict来计算出现次数。

from pyspark.sql.types import *

rdd = sc.parallelize([('X01',41,'US',3),
                       ('X01',41,'UK',1),
                       ('X01',41,'CA',2),
                       ('X02',72,'US',4),
                       ('X02',72,'UK',6),
                       ('X02',72,'CA',7),
                       ('X02',72,'XX',8)])

schema = StructType([StructField('ID', StringType(), True),
                     StructField('Age', IntegerType(), True),
                     StructField('Country', StringType(), True),
                     StructField('Score', IntegerType(), True)])

df = sqlCtx.createDataFrame(rdd, schema)

def seqPivot(u, v):
    if not u:
        u = {}
    u[v.Country] = v.Score
    return u

def cmbPivot(u1, u2):
    u1.update(u2)
    return u1

pivot = (
    df
    .rdd
    .keyBy(lambda row: row.ID)
    .aggregateByKey(None, seqPivot, cmbPivot)
)
columns = (
    pivot
    .values()
    .map(lambda u: set(u.keys()))
    .reduce(lambda s,t: s.union(t))
)
result = sqlCtx.createDataFrame(
    pivot
    .map(lambda (k, u): [k] + [u.get(c) for c in columns]),
    schema=StructType(
        [StructField('ID', StringType())] + 
        [StructField(c, IntegerType()) for c in columns]
    )
)
result.show()

产地:

ID  CA UK US XX  
X02 7  6  4  8   
X01 2  1  3  null

答案 3 :(得分:1)

首先,我必须对你的RDD进行校正(这与你的实际输出相匹配):

rdd = sc.parallelize([('X01',41,'US',3),
                      ('X01',41,'UK',1),
                      ('X01',41,'CA',2),
                      ('X02',72,'US',4),
                      ('X02',72,'UK',6),
                      ('X02',72,'CA',7),
                      ('X02',72,'XX',8)])

一旦我进行了修正,这就成了诀窍:

df.select($"ID", $"Age").groupBy($"ID").agg($"ID", first($"Age") as "Age")
.join(
    df.select($"ID" as "usID", $"Country" as "C1",$"Score" as "US"),
    $"ID" === $"usID" and $"C1" === "US"
)
.join(
    df.select($"ID" as "ukID", $"Country" as "C2",$"Score" as "UK"),
    $"ID" === $"ukID" and $"C2" === "UK"
)
.join(
    df.select($"ID" as "caID", $"Country" as "C3",$"Score" as "CA"), 
    $"ID" === $"caID" and $"C3" === "CA"
)
.select($"ID",$"Age",$"US",$"UK",$"CA")

肯定不如你的支点那么优雅。

答案 4 :(得分:1)

patricksurry

非常有用的答案进行了一些评论
  • 列缺少Age,所以只需将u [“Age”] = v.Age添加到函数seqPivot
  • 事实证明,列的元素上的两个循环都以不同的顺序给出了元素。列的值是正确的,但不是它们的名称。要避免此行为,只需对列列表进行排序。

以下是稍加修改的代码:

from pyspark.sql.types import *

rdd = sc.parallelize([('X01',41,'US',3),
                       ('X01',41,'UK',1),
                       ('X01',41,'CA',2),
                       ('X02',72,'US',4),
                       ('X02',72,'UK',6),
                       ('X02',72,'CA',7),
                       ('X02',72,'XX',8)])

schema = StructType([StructField('ID', StringType(), True),
                     StructField('Age', IntegerType(), True),
                     StructField('Country', StringType(), True),
                     StructField('Score', IntegerType(), True)])

df = sqlCtx.createDataFrame(rdd, schema)

# u is a dictionarie
# v is a Row
def seqPivot(u, v):
    if not u:
        u = {}
    u[v.Country] = v.Score
    # In the original posting the Age column was not specified
    u["Age"] = v.Age
    return u

# u1
# u2
def cmbPivot(u1, u2):
    u1.update(u2)
    return u1

pivot = (
    rdd
    .map(lambda row: Row(ID=row[0], Age=row[1], Country=row[2],  Score=row[3]))
    .keyBy(lambda row: row.ID)
    .aggregateByKey(None, seqPivot, cmbPivot)
)

columns = (
    pivot
    .values()
    .map(lambda u: set(u.keys()))
    .reduce(lambda s,t: s.union(t))
)

columns_ord = sorted(columns)

result = sqlCtx.createDataFrame(
    pivot
    .map(lambda (k, u): [k] + [u.get(c, None) for c in columns_ord]),
        schema=StructType(
            [StructField('ID', StringType())] + 
            [StructField(c, IntegerType()) for c in columns_ord]
        )
    )

print result.show()

最后,输出应为

+---+---+---+---+---+----+
| ID|Age| CA| UK| US|  XX|
+---+---+---+---+---+----+
|X02| 72|  7|  6|  4|   8|
|X01| 41|  2|  1|  3|null|
+---+---+---+---+---+----+

答案 5 :(得分:0)

Hive中有一个JIRA供PIVOT本地执行此操作,没有针对每个值的大型CASE语句:

https://issues.apache.org/jira/browse/HIVE-3776

请投票支持JIRA,以便更快实施。 一旦它进入Hive SQL,Spark通常不会缺少太多的后果,最终它也将在Spark中实现。