Python Pandas - GroupBy
Qualquer groupbyoperação envolve uma das seguintes operações no objeto original. Eles são -
Splitting o objeto
Applying uma função
Combining os resultados
Em muitas situações, dividimos os dados em conjuntos e aplicamos algumas funcionalidades em cada subconjunto. Na funcionalidade de aplicação, podemos realizar as seguintes operações -
Aggregation - calcular uma estatística resumida
Transformation - realizar alguma operação específica do grupo
Filtration - descartar os dados com alguma condição
Vamos agora criar um objeto DataFrame e realizar todas as operações nele -
#import the pandas library
import pandas as pd
ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)
print dfEstá output é o seguinte -
Points Rank Team Year
0 876 1 Riders 2014
1 789 2 Riders 2015
2 863 2 Devils 2014
3 673 3 Devils 2015
4 741 3 Kings 2014
5 812 4 kings 2015
6 756 1 Kings 2016
7 788 1 Kings 2017
8 694 2 Riders 2016
9 701 4 Royals 2014
10 804 1 Royals 2015
11 690 2 Riders 2017Dividir dados em grupos
O objeto Pandas pode ser dividido em qualquer um de seus objetos. Existem várias maneiras de dividir um objeto como -
- obj.groupby('key')
- obj.groupby(['key1','key2'])
- obj.groupby(key,axis=1)
Vamos agora ver como os objetos de agrupamento podem ser aplicados ao objeto DataFrame
Exemplo
# import the pandas library
import pandas as pd
ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)
print df.groupby('Team')Está output é o seguinte -
<pandas.core.groupby.DataFrameGroupBy object at 0x7fa46a977e50>Ver Grupos
# import the pandas library
import pandas as pd
ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)
print df.groupby('Team').groupsEstá output é o seguinte -
{'Kings': Int64Index([4, 6, 7], dtype='int64'),
'Devils': Int64Index([2, 3], dtype='int64'),
'Riders': Int64Index([0, 1, 8, 11], dtype='int64'),
'Royals': Int64Index([9, 10], dtype='int64'),
'kings' : Int64Index([5], dtype='int64')}Exemplo
Group by com várias colunas -
# import the pandas library
import pandas as pd
ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)
print df.groupby(['Team','Year']).groupsEstá output é o seguinte -
{('Kings', 2014): Int64Index([4], dtype='int64'),
('Royals', 2014): Int64Index([9], dtype='int64'),
('Riders', 2014): Int64Index([0], dtype='int64'),
('Riders', 2015): Int64Index([1], dtype='int64'),
('Kings', 2016): Int64Index([6], dtype='int64'),
('Riders', 2016): Int64Index([8], dtype='int64'),
('Riders', 2017): Int64Index([11], dtype='int64'),
('Devils', 2014): Int64Index([2], dtype='int64'),
('Devils', 2015): Int64Index([3], dtype='int64'),
('kings', 2015): Int64Index([5], dtype='int64'),
('Royals', 2015): Int64Index([10], dtype='int64'),
('Kings', 2017): Int64Index([7], dtype='int64')}Iterando por grupos
Com o groupby objeto em mãos, podemos iterar por meio do objeto semelhante a itertools.obj.
# import the pandas library
import pandas as pd
ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)
grouped = df.groupby('Year')
for name,group in grouped:
print name
print groupEstá output é o seguinte -
2014
Points Rank Team Year
0 876 1 Riders 2014
2 863 2 Devils 2014
4 741 3 Kings 2014
9 701 4 Royals 2014
2015
Points Rank Team Year
1 789 2 Riders 2015
3 673 3 Devils 2015
5 812 4 kings 2015
10 804 1 Royals 2015
2016
Points Rank Team Year
6 756 1 Kings 2016
8 694 2 Riders 2016
2017
Points Rank Team Year
7 788 1 Kings 2017
11 690 2 Riders 2017Por padrão, o groupby objeto tem o mesmo nome de rótulo que o nome do grupo.
Selecione um Grupo
Usando o get_group() método, podemos selecionar um único grupo.
# import the pandas library
import pandas as pd
ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)
grouped = df.groupby('Year')
print grouped.get_group(2014)Está output é o seguinte -
Points Rank Team Year
0 876 1 Riders 2014
2 863 2 Devils 2014
4 741 3 Kings 2014
9 701 4 Royals 2014Agregações
Uma função agregada retorna um único valor agregado para cada grupo. Uma vez ogroup by objeto é criado, várias operações de agregação podem ser realizadas nos dados agrupados.
Um óbvio é a agregação por meio do agregado ou equivalente agg método -
# import the pandas library
import pandas as pd
import numpy as np
ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)
grouped = df.groupby('Year')
print grouped['Points'].agg(np.mean)Está output é o seguinte -
Year
2014 795.25
2015 769.50
2016 725.00
2017 739.00
Name: Points, dtype: float64Outra maneira de ver o tamanho de cada grupo é aplicando a função size () -
import pandas as pd
import numpy as np
ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)
Attribute Access in Python Pandas
grouped = df.groupby('Team')
print grouped.agg(np.size)Está output é o seguinte -
Points Rank Year
Team
Devils 2 2 2
Kings 3 3 3
Riders 4 4 4
Royals 2 2 2
kings 1 1 1Aplicação de múltiplas funções de agregação de uma só vez
Com séries agrupadas, você também pode passar um list ou dict of functions para fazer agregação e gerar DataFrame como saída -
# import the pandas library
import pandas as pd
import numpy as np
ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)
grouped = df.groupby('Team')
print grouped['Points'].agg([np.sum, np.mean, np.std])Está output é o seguinte -
Team sum mean std
Devils 1536 768.000000 134.350288
Kings 2285 761.666667 24.006943
Riders 3049 762.250000 88.567771
Royals 1505 752.500000 72.831998
kings 812 812.000000 NaNTransformações
A transformação em um grupo ou coluna retorna um objeto que é indexado com o mesmo tamanho daquele que está sendo agrupado. Assim, a transformação deve retornar um resultado do mesmo tamanho que o de um bloco de grupo.
# import the pandas library
import pandas as pd
import numpy as np
ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)
grouped = df.groupby('Team')
score = lambda x: (x - x.mean()) / x.std()*10
print grouped.transform(score)Está output é o seguinte -
Points Rank Year
0 12.843272 -15.000000 -11.618950
1 3.020286 5.000000 -3.872983
2 7.071068 -7.071068 -7.071068
3 -7.071068 7.071068 7.071068
4 -8.608621 11.547005 -10.910895
5 NaN NaN NaN
6 -2.360428 -5.773503 2.182179
7 10.969049 -5.773503 8.728716
8 -7.705963 5.000000 3.872983
9 -7.071068 7.071068 -7.071068
10 7.071068 -7.071068 7.071068
11 -8.157595 5.000000 11.618950Filtração
A filtragem filtra os dados em um critério definido e retorna o subconjunto de dados. ofilter() função é usada para filtrar os dados.
import pandas as pd
import numpy as np
ipl_data = {'Team': ['Riders', 'Riders', 'Devils', 'Devils', 'Kings',
'kings', 'Kings', 'Kings', 'Riders', 'Royals', 'Royals', 'Riders'],
'Rank': [1, 2, 2, 3, 3,4 ,1 ,1,2 , 4,1,2],
'Year': [2014,2015,2014,2015,2014,2015,2016,2017,2016,2014,2015,2017],
'Points':[876,789,863,673,741,812,756,788,694,701,804,690]}
df = pd.DataFrame(ipl_data)
print df.groupby('Team').filter(lambda x: len(x) >= 3)Está output é o seguinte -
Points Rank Team Year
0 876 1 Riders 2014
1 789 2 Riders 2015
4 741 3 Kings 2014
6 756 1 Kings 2016
7 788 1 Kings 2017
8 694 2 Riders 2016
11 690 2 Riders 2017Na condição de filtro acima, estamos solicitando o retorno das equipes que participaram três ou mais vezes do IPL.