Pandas Panel三维数据结构

1年前 (2024-04-28)
Panel 结构也称“面板结构”,它源自于 Panel Data 一词,翻译为“面板数据”。如果您使用的是 Pandas 0.25 以前的版本,那么您需要掌握本节内容,否则,作为了解内容即可。

自 Pandas 0.25 版本后, Panel 结构已经被废弃。

Panel 是一个用来承载数据的三维数据结构,它有三个轴,分别是 items(0 轴),major_axis(1 轴),而 minor_axis(2 轴)。这三个轴为描述、操作 Panel 提供了支持,其作用介绍如下:

  • items:axis =0,Panel 中的每个 items 都对应一个 DataFrame。

  • major_axis:axis=1,用来描述每个 DataFrame 的行索引。

  • minor_axis:axis=2,用来描述每个 DataFrame 的列索引。

pandas.Panel()

您可以使用下列构造函数创建一个 Panel,如下所示:

pandas.Panel(data, items, major_axis, minor_axis, dtype, copy)

参数说明如下:

参数名称

描述说明

data

输入数据,可以是 ndarray,Series,列表,字典,或者 DataFrame。

items

axis=0

major_axis

axis=1

minor_axis

axis=2

dtype

每一列的数据类型。

copy

默认为 False,表示是否数据。

创建Panel 对象

下面介绍创建 Panel 对象的两种方式:一种是使用 nadarry 数组创建,另一种使用 DataFrame 对象创建。首先,我们学习如何创建一个空的 Panel 对象。

1) 创建一个空Panel

使用 Panel 的构造函数创建,如下所示:

import pandas as pd

p = pd.Panel()

print(p)

输出结果:

<class 'pandas.core.panel.Panel'>

Dimensions: 0 (items) x 0 (major_axis) x 0 (minor_axis)

Items axis: None

Major_axis axis: None

Minor_axis axis: None

2) ndarray三维数组创建

import pandas as pd

import numpy as np

#返回均匀分布的随机样本值位于[0,1)之间

data = np.random.rand(2,4,5)

p = pd.Panel(data)

print (p)

输出结果:

<class 'pandas.core.panel.Panel'>

Dimensions: 2 (items) x 4 (major_axis) x 5 (minor_axis)

Items axis: 0 to 1

Major_axis axis: 0 to 3

Minor_axis axis: 0 to 4

请注意与上述示例的空 Panel 进行对比。

3) DataFrame创建

下面使用 DataFrame 创建一个 Panel,示例如下:

import pandas as pd

import numpy as np

data = {'Item1' : pd.DataFrame(np.random.randn(4, 3)),

   'Item2' : pd.DataFrame(np.random.randn(4, 2))}

p = pd.Panel(data)

print(p)

输出结果:

Dimensions: 2 (items) x 4 (major_axis) x 3 (minor_axis)

Items axis: Item1 to Item2

Major_axis axis: 0 to 3

Minor_axis axis: 0 to 2

Panel中选取数据

如果想要从 Panel 对象中选取数据,可以使用 Panel 的三个轴来实现,也就是itemsmajor_axisminor_axis。下面介绍其中一种,大家体验一下即可。

1) 使用 items选取数据

示例如下:

import pandas as pd

import numpy as np

data = {'Item1':pd.DataFrame(np.random.randn(4, 3)),

'Item2':pd.DataFrame(np.random.randn(4, 2))}

p = pd.Panel(data)

print(p['Item1'])

输出结果:

0 1 2

0 0.488224 -0.128637 0.930817

1 0.417497 0.896681 0.576657

2 -2.775266 0.571668 0.290082

3 -0.400538 -0.144234 1.110535

上述示例中 data,包含了两个数据项,我们选择了 item1,输出结果是 4 行 3 列的 DataFrame,其行、列索引分别对应 major_axis 和 minor_axis。