Chương 3: Một số hàm cơ bản
df = pd.read_csv('https://raw.githubusercontent.com/lhduc94/kungfupandas/master/data/sales_subset.csv',index_col=['Unnamed: 0'])
.head() và .tail()
Phương thức .head(n=5) hiển thị n dòng đầu tiên của DataFrame, ngược lại phương thức .tail(n=5) hiển thị n dòng cuối cùng của DataFrame
df.head()
store type department date weekly_sales is_holiday \
0 1 A 1 2010-02-05 24924.50 False
1 1 A 1 2010-03-05 21827.90 False
2 1 A 1 2010-04-02 57258.43 False
3 1 A 1 2010-05-07 17413.94 False
4 1 A 1 2010-06-04 17558.09 False
temperature_c fuel_price_usd_per_l unemployment
0 5.727778 0.679451 8.106
1 8.055556 0.693452 8.106
2 16.816667 0.718284 7.808
3 22.527778 0.748928 7.808
4 27.050000 0.714586 7.808
df.tail()
store type department date weekly_sales is_holiday \
10769 39 A 99 2011-12-09 895.00 False
10770 39 A 99 2012-02-03 350.00 False
10771 39 A 99 2012-06-08 450.00 False
10772 39 A 99 2012-07-13 0.06 False
10773 39 A 99 2012-10-05 915.00 False
temperature_c fuel_price_usd_per_l unemployment
10769 9.644444 0.834256 7.716
10770 15.938889 0.887619 7.244
10771 27.288889 0.911922 6.989
10772 25.644444 0.860145 6.623
10773 22.250000 0.955511 6.228
.shape và .size
Phương thức .shape cho biết số lượng dòng và cột của bảng
df.shape
(10774, 9)
Trong dó 10774 là số lượng dòng của bảng và 9 là số lượng cột của bảng
Phương thức .size cho biết số lượng phần từ của bảng
df.size
96966
.info()
Phương thức .info() dùng để xem một số thông tin cơ bản như
- Index của bảng
- Tên các cột, số lượng các phần tử Null trong cột và kiểu dữ liệu của chúng
- Số lượng các kiểu dữ liệu
- Dung lượng của bảng
Ví dụ
df.info()
<class 'pandas.core.frame.DataFrame'>
Int64Index: 10774 entries, 0 to 10773
Data columns (total 9 columns):
# Column Non-Null Count Dtype
--- ------ -------------- -----
0 store 10774 non-null int64
1 type 10774 non-null object
2 department 10774 non-null int64
3 date 10774 non-null object
4 weekly_sales 10774 non-null float64
5 is_holiday 10774 non-null bool
6 temperature_c 10774 non-null float64
7 fuel_price_usd_per_l 10774 non-null float64
8 unemployment 10774 non-null float64
dtypes: bool(1), float64(4), int64(2), object(2)
memory usage: 768.1+ KB
**_Mẹo:_**
Phương thức `.info()` có các tham số để tùy chỉnh các thông tin có thể xem. Bạn có thể giới hạn các thông tin theo các tham số dưới đây
`info(verbose=None, buf=None, max_cols=None, memory_usage=None, show_counts=None, null_counts=None)`
.describe()
Phương thức .describe() đưa ra một số thống kê đơn giản như count, mean, std, min, max và percentiles = [0.25, 0.5, 0.75]. Phương thức này chỉ áp dụng cho các cột ở dạng numerical.
df.describe()
store department weekly_sales temperature_c \
count 10774.000000 10774.000000 10774.000000 10774.000000
mean 15.441897 45.218118 23843.950149 15.731978
std 11.534511 29.867779 30220.387557 9.922446
min 1.000000 1.000000 -1098.000000 -8.366667
25% 4.000000 20.000000 3867.115000 7.583333
50% 13.000000 40.000000 12049.065000 16.966667
75% 20.000000 72.000000 32349.850000 24.166667
max 39.000000 99.000000 293966.050000 33.827778
fuel_price_usd_per_l unemployment
count 10774.000000 10774.000000
mean 0.749746 8.082009
std 0.059494 0.624355
min 0.664129 3.879000
25% 0.708246 7.795000
50% 0.743381 8.099000
75% 0.781421 8.360000
max 1.107674 9.765000
**_Mẹo:_**
Bạn có thể thay đổi thông số percentiles bằng cách truyền tham số này vào trong `.describe()`
Ví dụ
df.describe(percentiles=[0.1, 0.99])
store department weekly_sales temperature_c \
count 10774.000000 10774.000000 10774.000000 10774.000000
mean 15.441897 45.218118 23843.950149 15.731978
std 11.534511 29.867779 30220.387557 9.922446
min 1.000000 1.000000 -1098.000000 -8.366667
10% 2.000000 8.000000 607.695000 2.577778
50% 13.000000 40.000000 12049.065000 16.966667
99% 39.000000 99.000000 142193.400300 32.388889
max 39.000000 99.000000 293966.050000 33.827778
fuel_price_usd_per_l unemployment
count 10774.000000 10774.000000
mean 0.749746 8.082009
std 0.059494 0.624355
min 0.664129 3.879000
10% 0.687640 7.127000
50% 0.743381 8.099000
99% 0.978565 9.765000
max 1.107674 9.765000
**_Lưu ý:_**
`pandas` mặc định tính thêm percentile tại `0.5` dù không truyền vào
.index
Thuộc tính .index để lấy index của DataFrame hoặc Series.
Ví dụ
df.index
Int64Index([ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
9,
...
10764, 10765, 10766, 10767, 10768, 10769, 10770, 10771, 10772,
10773],
dtype='int64', length=10774)
.memory_usage()
Phương thức .memory_usage(index=True, deep=False) giúp thông kê dung lượng của từng cột. Trong đó index trả về dung lượng của phần đánh index và deep nếu đặt giá trị True sẽ trả về cách tính toán sâu hơn về bộ nhớ cho kiểu object
Ví dụ
df.memory_usage(index=False)
store 86192
type 86192
department 86192
date 86192
weekly_sales 86192
is_holiday 10774
temperature_c 86192
fuel_price_usd_per_l 86192
unemployment 86192
dtype: int64
df.memory_usage(deep=True)
Index 86192
store 86192
type 624892
department 86192
date 721858
weekly_sales 86192
is_holiday 10774
temperature_c 86192
fuel_price_usd_per_l 86192
unemployment 86192
dtype: int64
[]
Sử dụng [<tên cột>] để lấy 1 Series của bảng. Ví dụ để lấy Series của cột department ta làm như sau
df['department']
0 1
1 1
2 1
3 1
4 1
..
10769 99
10770 99
10771 99
10772 99
10773 99
Name: department, Length: 10774, dtype: int64
những Series này cũng có thế áp dụng các phương thức tương tự của DataFrame như .head(), .tail()....
.astype()
Với phương thức .astype() ta có thể ép kiểu dữ liệu của cột về dạng khác. Việc ép kiểu này giúp thay đổi kiểu dữ liệu để tiện các thao tác như nối 2 cột có 2 kiểu str và int, ngoài ra việc ép kiểu cũng giúp giảm được dung lượng bộ nhớ dành cho bảng.
Ở ví dụ trên, ta thấy cột department có giá trị max là 99 nhưng được mặc định là int64 khá lãng phí, do đó ép kiểu về int8
Trước khi ép kiểu
df['department'].dtypes
dtype('int64')
df['department'].memory_usage() - df['department'].index.memory_usage()
86192
Sau khi ép kiểu
df['department'].astype('int8').memory_usage() - df['department'].index.memory_usage()
10774
Ta thấy sau khi ép kiểu thì bộ nhớ lưu trữ của cột department giảm đi 8 lần.
**_Lưu ý:_**
`df['department'].memory_usage()` trả về dung lượng lưu trữ của cột `department` và dung lượng lưu trữ của `index`
.drop_duplicates()
Phương thức này trả về DataFrame đã được loại bỏ các hàng trùng nhau.
Lệnh thực hiện
DataFrame.drop_duplicates(subset=None, keep='first', inplace=False, ignore_index=False)
Trong đó:
-
subset: tên cột hoặc danh sách các cột cần lọc giá trị trùng lặp, nếu không truyền vào sẽ mặc định chọn tất cả các cột -
keep: các kiểu lọcduplicatebao gồm các lựa chọn sau:'first': loại bỏ các dòng bản sao, chỉ giữ lại dòng đầu tiên'last': loại bỏ các dòng bản sao, chỉ giữ lại dòng cuối cùngFalse: loại tất cả các dòng trùng lặp
-
inplace: thao tác trực tiếp trên bảng nếu để giá trịTruehoặc tạo 1 bản sao với giá trịFalse -
ignore_index: NếuTruetrả về index đánh số lại từ0đếnn-1
Ví dụ
df = pd.DataFrame({
'action': ['view', 'view', 'add to cart', 'add to cart', 'add to cart',],
'fruit': ['orange', 'orange', 'orange', 'apple', 'apple'],
'times': [ 1, 1, 3, 2, 4]
})
df
action fruit times
0 view orange 1
1 view orange 1
2 add to cart orange 3
3 add to cart apple 2
4 add to cart apple 4
df.drop_duplicates()
action fruit times
0 view orange 1
2 add to cart orange 3
3 add to cart apple 2
4 add to cart apple 4
df.drop_duplicates(subset=['action'])
action fruit times
0 view orange 1
2 add to cart orange 3
df.drop_duplicates(subset=['action','fruit'], keep='last', ignore_index=True)
action fruit times
0 view orange 1
1 add to cart orange 3
2 add to cart apple 4
.value_counts()
Phương thức này trả số lần xuất hiện của các phần tử trong Series. Kết quả trả về mặc định sẽ sắp xếp theo số lần xuất hiện giảm dần và mặc định bỏ qua các giá trị null
Series.value_counts(normalize=False, sort=True, ascending=False, bins=None, dropna=True)
Trong đó:
-
normalize:Truesẽ trả về tỉ lệ xuất hiện của các phần tử -
sort:Truesẽ trả về kết quả sắp xếp theo số lần xuất hiện,Falsesẽ trả về kết quả sắp xếp theo trình tự xuất hiện của phần tử -
ascending:Truesẽ trả về kết quả sắp xếp theo số lần xuất hiện tăng dần. -
bins: gom nhóm các phần tử, tương tựpd.cut -
dropna:Falsesẽ đếm tất cả các phần tử kể cả null
Ví dụ
s = pd.Series([3, 1, 2, 3, np.nan, 4, np.nan])
s.value_counts()
3.0 2
1.0 1
2.0 1
4.0 1
dtype: int64
s.value_counts(normalize=True, sort=False, dropna=False)
3.0 0.285714
1.0 0.142857
2.0 0.142857
NaN 0.285714
4.0 0.142857
dtype: float64
s.value_counts(bins=3)
(0.996, 2.0] 2
(2.0, 3.0] 2
(3.0, 4.0] 1
dtype: int64
.unique() và .nunique()
Phương thức .unique() trả về các giá trị khác nhau của Series và .nunique() trả về số lượng các giá trị khác nhau của Series. Kết quả trả về của .unique() là danh sách các phần tử được sắp xếp theo thứ tự đầu vào của bảng. Để loại bỏ giá trị NA trong lúc đếm có thể gọi .nunique(dropna=False)
Cách sử dụng
s = pd.Series([2, 3, 1 ,2, np.nan], name='col_0')
s
0 2.0
1 3.0
2 1.0
3 2.0
4 NaN
Name: col_0, dtype: float64
s.unique()
array([ 2., 3., 1., nan])
s.nunique(dropna=False)
4
.drop()
Phương thức .drop() dùng để loại bỏ các dòng hoặc cột theo chỉ định.
Cú pháp của .drop() như sau
DataFrame.drop(labels=None, axis=0, index=None, columns=None, level=None, inplace=False, errors='raise')
Trong đó:
-
labels: Tên cột hoặc dòng cần loại bỏ. -
axis: Mặc đinh giá trị0loại bỏ theo dòng và1loại bỏ theo cột. -
index: Chỉ định index của dòng cần loại bỏ, tương đươnglabels, axis=0 -
columns: Chỉ định cột cần loại bỏ, tương đươnglabels, axis=1 -
level: Dành cho MultiIndex, khi đó chỉ định cấp độ index cần loại bỏ -
inplace: Thực hiện trên chính bảng hay tạo ra một bảng sao -
errors: mặc địnhraisesẽ trả ra lỗi vàignorenếu muốn bỏ qua lỗi.
Ví dụ
df = pd.DataFrame(np.arange(16).reshape(4, 4),
columns=['A', 'B', 'C', 'D'],
index=['A', '1A', '2A', '3A'])
df
A B C D
A 0 1 2 3
1A 4 5 6 7
2A 8 9 10 11
3A 12 13 14 15
df.drop('A')
A B C D
1A 4 5 6 7
2A 8 9 10 11
3A 12 13 14 15
df.drop(columns=['A', 'C'])
B D
A 1 3
1A 5 7
2A 9 11
3A 13 15
df.drop(index=['A', '2A'])
A B C D
1A 4 5 6 7
3A 12 13 14 15
**_Lưu ý:_**
Thực tế hay dùng các params `columns` và `index` để chỉ định các dòng hay cột cần được loại bỏ hơn là dùng `labels` và `axis`
.rename()
Phương thức .rename() dùng để đổi tên nhãn của cột hoặc dòng. Cú pháp như sau
DataFrame.rename(mapper=None, *, index=None, columns=None, axis=None, copy=True, inplace=False, level=None, errors='ignore')[source]
Trong đó:
-
mapper: là một danh sách dạng dictionary chứa key là tên cần đổi và value là tên mới. -
axis: Mặc đinh giá trị0thay đổi theo index và1thay đổi theo cột. -
index: Chỉ định index của dòng cần thay đổi, tương đươngmapper, axis=0, thay thế bằngindex=mapper -
columns: Chỉ định cột cần thay đổi, tương đươngmapper, axis=1, thay thế bằngcolumns=mapper -
copy:True, mặc định sao chép dữ liệu -
level: Dành cho MultiIndex, khi đó chỉ định cấp độ index cần đổi tên -
inplace: Thực hiện trên chính bảng hay tạo ra một bảng sao -
errors: mặc địnhraisesẽ trả ra lỗi vàignorenếu muốn bỏ qua lỗi.
Ví dụ
df = pd.DataFrame(np.arange(16).reshape(4, 4),
columns=['A', 'B', 'C', 'D'],
index=['A', '1A', '2A', '3A'])
df.rename(mapper={'A':'aA'})
A B C D
aA 0 1 2 3
1A 4 5 6 7
2A 8 9 10 11
3A 12 13 14 15
df.rename(mapper={'A':'aA'}, axis=1)
aA B C D
A 0 1 2 3
1A 4 5 6 7
2A 8 9 10 11
3A 12 13 14 15
df.rename(columns={'A':'aA', 'B':'Bb'}, index={'A': 'OA','3A':'3a'})
aA Bb C D
OA 0 1 2 3
1A 4 5 6 7
2A 8 9 10 11
3a 12 13 14 15
**_Lưu ý:_**
Tương tự như `.drop()` thì `columns` và `index` thường được sử dụng hơn là `mapper` và `axis`.
Vẫn chưa rõ `copy` dùng để làm gì.
.set_index()
Phương thức .set_index() dùng để chuyển đổi một cột của bảng thành index. Index này có thể thay thể index cũ hoặc thêm vào để thành MultiIndex. Cách sử dụng như sau:
DataFrame.set_index(keys, drop=True, append=False, inplace=False, verify_integrity=False)
Trong đó:
-
keys: Có thể truyền vào một cột duy nhất hoặc danh sách các cột. Ngoài ra còn có thể là 1 danh sách dạngpd.Index,Series,np.array,iterator -
drop: loại bỏ cột trong bảng nếu đã đưa vào index, mặc định làTrue -
append: mặc định làFalseghi đè lên index đã có. Giá trịTruesẽ thêm vào index sẵn có. -
inplace: Thực hiện trực tiếp trên bảng hoặc tạo ra một bản sao -
verify_integrity: Kiểm tra xem cột đánh index có chứa các phần tử trùng lặp hay không.
Ví dụ
df = pd.DataFrame(np.arange(16).reshape(4, 4),
columns=['A', 'B', 'C', 'D'],
index=['A', '1A', '2A', '3A'])
df.index.name = 'index1'
df
A B C D
index1
A 0 1 2 3
1A 4 5 6 7
2A 8 9 10 11
3A 12 13 14 15
df.set_index('A')
B C D
A
0 1 2 3
4 5 6 7
8 9 10 11
12 13 14 15
df.set_index(['A', 'B'], append=True)
C D
index1 A B
A 0 1 2 3
1A 4 5 6 7
2A 8 9 10 11
3A 12 13 14 15
df.set_index([pd.Index([1, 2, 3, 4], name='new_index')])
A B C D
new_index
1 0 1 2 3
2 4 5 6 7
3 8 9 10 11
4 12 13 14 15
**_Lưu ý:_**
`keys` không áp dụng cho kiểu `list`, `tuple` nhưng Iterator của nó thì được.
Ví dụ khi đưa list vào sẽ báo lỗi
df.set_index([1, 2, 3, 4])
---------------------------------------------------------------------------
KeyError Traceback (most recent call last)
~\AppData\Local\Temp/ipykernel_1380/3577861036.py in <module>
----> 1 df.set_index([1, 2, 3, 4])
D:\Vendors\anaconda\lib\site-packages\pandas\util\_decorators.py in wrapper(*args, **kwargs)
309 stacklevel=stacklevel,
310 )
--> 311 return func(*args, **kwargs)
312
313 return wrapper
D:\Vendors\anaconda\lib\site-packages\pandas\core\frame.py in set_index(self, keys, drop, append, inplace, verify_integrity)
5492
5493 if missing:
-> 5494 raise KeyError(f"None of {missing} are in the columns")
5495
5496 if inplace:
KeyError: 'None of [1, 2, 3, 4] are in the columns'
Trong khi đưa vào Iterator thì hoạt động.
df.set_index(iter([1, 2, 3, 4]))
A B C D
1 0 1 2 3
2 4 5 6 7
3 8 9 10 11
4 12 13 14 15
.sort_values
Phương thức .sort_values dùng để sắp xếp dữ liệu trong DataFrame hoặc Series
DataFrame.sort_values(by, axis=0, ascending=True, inplace=False, kind='quicksort', na_position='last', ignore_index=False, key=None)
Trong đó:
-
by: nhãn hoặc danh sách nhãn cần sắp xếp -
axis: chỉ định chiều sắp xếp {0hoặcindex,1hoặccolumns} -
ascending: Sắp xếp tăng dần hoặc giảm dần, có thể là một giá trị hoặc danh sách các giá trị boolean -
inplace: Thực hiện trên chính bảng đó hoặc tạo ra một bản sao -
kind: Thuật toán sắp xếp -
na_postion: chỉ định các giá trịNAđược xếp đầu hoặc cuôi -
ignore_index: Nếu để giá trịTruesẽ thực hiện đánh index lại từ 0 -
key: key function
df = pd.DataFrame({
'col1': ['A', 'A', 'B', np.nan, 'D', 'C'],
'col2': [2, 1, 9, 8, 2, 4],
'col3': [0, 1, 9, 4, 2, 3],
'col4': ['a', 'B', 'c', 'D', 'e', 'F']
})
df
col1 col2 col3 col4
0 A 2 0 a
1 A 1 1 B
2 B 9 9 c
3 NaN 8 4 D
4 D 2 2 e
5 C 4 3 F
Sắp xếp theo col1
df.sort_values(by=['col1'])
col1 col2 col3 col4
0 A 2 0 a
1 A 1 1 B
2 B 9 9 c
5 C 4 3 F
4 D 2 2 e
3 NaN 8 4 D
Sắp xếp theo nhiều cột
df.sort_values(by=['col1', 'col2'])
col1 col2 col3 col4
1 A 1 1 B
0 A 2 0 a
2 B 9 9 c
5 C 4 3 F
4 D 7 2 e
3 NaN 8 4 D
Sắp xếp theo tăng giảm
df.sort_values(by=['col1', 'col2'], ascending=[False, True])
col1 col2 col3 col4
4 D 2 2 e
5 C 4 3 F
2 B 9 9 c
1 A 1 1 B
0 A 2 0 a
3 NaN 8 4 D
Thay đổi vị trí của NaN
df.sort_values(by='col1', ascending=False, na_position='first')
col1 col2 col3 col4
3 NaN 8 4 D
4 D 2 2 e
5 C 4 3 F
2 B 9 9 c
0 A 2 0 a
1 A 1 1 B
Sắp xếp với key function
df.sort_values(by='col4', key=lambda col: col.str.lower())
col1 col2 col3 col4
0 A 2 0 a
1 A 1 1 B
2 B 9 9 c
3 NaN 8 4 D
4 D 2 2 e
5 C 4 3 F