Python数据分析入门：Pandas的介绍及其对齐运算

为什么要学习pandas?

那么问题来了：

numpy已经能够帮助我们处理数据，能够结合matplotlib解决我们数据分析的问题，那么pandas学习的目的在什么地方呢？

numpy能够帮我们处理处理数值型数据，但是这还不够， 很多时候，我们的数据除了数值之外，还有字符串，还有时间序列等

比如：我们通过爬虫获取到了存储在数据库中的数据

所以，pandas出现了。

什么是Pandas?

Pandas的名称来自于面板数据（panel data）
Pandas是一个强大的分析结构化数据的工具集，基于NumPy构建，提供了高级数据结构和数据操作工具，它是使Python成为强大而高效的数据分析环境的重要因素之一。

1. 一个强大的分析和操作大型结构化数据集所需的工具集
2. 基础是NumPy，提供了高性能矩阵的运算
3. 提供了大量能够快速便捷地处理数据的函数和方法
4. 应用于数据挖掘，数据分析
5. 提供数据清洗功能

官网：

http://pandas.pydata.org/

是数据清洗的重要过程，可以按索引对齐进行运算，如果没对齐的位置则补NaN，最后也可以填充NaN

Series的对齐运算

1. Series 按行、索引对齐

示例代码：

s1 = pd.Series(range(10, 20), index = range(10))
s2 = pd.Series(range(20, 25), index = range(5))
 
print('s1: ' )
print(s1)
 
print('') 
 
print('s2: ')
print(s2)

运行结果：

s1: 
0    10
1    11
2    12
3    13
4    14
5    15
6    16
7    17
8    18
9    19
dtype: int64
 
s2: 
0    20
1    21
2    22
3    23
4    24
dtype: int64

2. Series的对齐运算

示例代码：

# Series 对齐运算
s1 + s2

运行结果：

0    30.0
1    32.0
2    34.0
3    36.0
4    38.0
5     NaN
6     NaN
7     NaN
8     NaN
9     NaN
dtype: float64

DataFrame的对齐运算

1. DataFrame按行、列索引对齐

示例代码：

df1 = pd.DataFrame(np.ones((2,2)), columns = ['a', 'b'])
df2 = pd.DataFrame(np.ones((3,3)), 'b', 'c'])
 
print('df1: ')
print(df1)
 
print('') 
print('df2: ')
print(df2)

运行结果：

df1: 
     a    b
0  1.0  1.0
1  1.0  1.0
 
df2: 
     a    b    c
0  1.0  1.0  1.0
1  1.0  1.0  1.0
2  1.0  1.0  1.0

2. DataFrame的对齐运算

示例代码：

# DataFrame对齐操作
df1 + df2

运行结果：

     a    b   c
0  2.0  2.0 NaN
1  2.0  2.0 NaN
2  NaN  NaN NaN

填充未对齐的数据进行运算

1. fill_value

使用add,sub,div,mul的同时，通过fill_value指定填充值，未对齐的数据将和填充值做运算

示例代码：

print(s1)
print(s2)
s1.add(s2, fill_value = -1)
 
print(df1)
print(df2)
df1.sub(df2, fill_value = 2.)

运行结果：

# print(s1)
0    10
1    11
2    12
3    13
4    14
5    15
6    16
7    17
8    18
9    19
dtype: int64
 
# print(s2)
0    20
1    21
2    22
3    23
4    24
dtype: int64
 
# s1.add(s2, fill_value = -1)
0    30.0
1    32.0
2    34.0
3    36.0
4    38.0
5    14.0
6    15.0
7    16.0
8    17.0
9    18.0
dtype: float64
 
 
# print(df1)
     a    b
0  1.0  1.0
1  1.0  1.0
 
# print(df2)
     a    b    c
0  1.0  1.0  1.0
1  1.0  1.0  1.0
2  1.0  1.0  1.0
 
 
# df1.sub(df2, fill_value = 2.)
     a    b    c
0  0.0  0.0  1.0
1  0.0  0.0  1.0
2  1.0  1.0  1.0

算术方法表: