Python拓展包：Numpy,pandas...常用函数

—————numpy———————–
arr = np.array([1,2,3], dtype=np.float64)#创建ndarray时候也可以指定dtype
arr.astype(dtype = np.int) #浮点数转int
np.zeros((3,6)) np.empty((2,3,2)) np.arange(15)
arr.dtype arr.ndim arr.shape
arr * arr arr - arr 1/arr
arr= np.arange(32).reshape((8,4))#改变数组形状
arr[1:3, : ] #正常切片
arr[[1,2,3]] #花式索引
arr.T arr.transpose((…)) arr.swapaxes(…) #转置
arr.dot #矩阵内积
np.sqrt(arr) np.exp(arr) randn(8)＃正态分布值 np.maximum(x,y)
np.where(cond, xarr, yarr) ＃当cond为真，取xarr,否则取yarr
arr.mean() arr.mean(axis=1) #算术平均数
arr.sum() arr.std() arr.var() #和、标准差、方差
arr.min() arr.max() #最小值、最大值
arr.argmin() arr.argmax() #最小索引、最大索引
arr.cumsum() arr.cumprod() #所有元素的累计和、累计积
arr.all() arr.any() # 检查数组中是否全为真、部分为真
arr.sort() arr.sort(1) #排序、1轴向上排序
arr.unique() #去重
np.in1d(arr1, arr2) #arr1的值是否在arr2中
np.load() np.loadtxt() np.save() np.savez() ＃读取、保存文件
np.concatenate([arr, arr], axis=1) ＃连接两个arr，按行的方向
x.flatten() x.ravel() x.reshape(a,b)#数组重塑下面三种都能达到同样的效果 flatten ravel的区别 flatten：返回的是拷贝 ravel则是对元素组的一个引用，会改变元素组，和reshape一样只是改变了显示方式
#连接数组
np.concatenate([a1,a2],axis = 0)#添加行，竖直方向添加，如果axis = 1添加列，水平方向添加
np.vstack((a1,a2))#竖直方向叠起来
np.hstack((a1,a2)) #水平方向叠起来 和上面的效果一样
np.split() #拆分
—————pandas———————–
ser = Series() ser = Series([…], index=[…]) #一维数组, 字典可以直接转化为series
ser.values ser.index ser.reindex([…], fill_value=0) #数组的值、数组的索引、重新定义索引
ser.isnull() pd.isnull(ser) pd.notnull(ser) #检测缺失数据
ser.name= ser.index.name= #ser本身的名字、ser索引的名字
ser.drop(‘x’) #丢弃索引x对应的值
ser +ser #算术运算
ser.sort_index() ser.order() ＃按索引排序、按值排序
df = DataFrame(data, columns=[…], index=[…]) #表结构的数据结构，既有行索引又有列索引
df.ix[‘x’] #索引为x的值 对于series，直接使用ser[‘x’]
del df[‘ly’] #用del删除第ly列
df.T #转置
df.index.name df.columns.name df.values
df.drop([…])
df + df df1.add(df2, fill_vaule=0) #算术运算
df -ser #df与ser的算术运算
f=lambda x: x.max()-x.min() df.apply(f) #lambda函数也叫匿名函数,lambda语句中，冒号前是参数，可以有多个，用逗号隔开，冒号右边的返回值。lambda语句构建的其实是一个函数对象
rs = map(str, ls)#第一个参数接收一个函数名，第二个参数接收一个可迭代对象
df[”].map(lambda x: abs(x)) #将函数映射到df的指定列
df.sort_index(axis=1, ascending=False) #按行索引排序
df.sort_index(by=[‘a’,’b’]) #按a、b列索引排序
ser.rank() df.rank(axis=1) #排序，增设一个排名值
df.sum() df.sum(axis=1) #按列、按行求和
df.mean(axis=1, skipna=False) #求各行的平均值，考虑na的存在
df.idxmax() #返回最大值的索引
df.cumsum() #累计求和
df.describe() ser.describe() #返回count mean std min max等值
ser.unique() #去重
ser.value_counts() df.value_counts() ＃返回一个series，其索引为唯一值，值为频率
ser.isin([‘x’, ‘y’]) #判断ser的值是否为x,y，得到布尔值
ser.dropna() ser.isnull() ser.notnull() ser.fillna(0) #处理缺失数据，df相同
df.unstack() #行列索引和值互换 df.unstack().stack()
df.swaplevel(‘key1’,’key2’) #接受两个级别编号或名称，并互换
df.sortlevel(1) #根据级别1进行排序，df的行、列索引可以有两级
df.set_index([‘c’,’d’], drop=False) #将c、d两列转换为行,因drop为false，在列中仍保留c,d
read_csv read_table read_fwf read_excel #读取文件分隔符为逗号、分隔符为制表符(‘\t’)、无分隔符（固定列宽）
pd.read_csv(‘…’, nrows=5) #读取文件前5行
pd.read_csv(‘…’, chunksize=1000) #按块读取，避免过大的文件占用内存
pd.load() #pd也有load方法，用来读取二进制文件
pd.ExcelFile(‘…xls’).parse(‘Sheet1’) # 读取excel文件中的sheet1
df.to_csv(‘…csv’, sep=’|’, index=False, header=False) #将数据写入csv文件，以｜为分隔符，默认以，为分隔符, 禁用列、行的标签
pd.merge(df1, df2, on=’key’, suffixes=(‘_left’, ‘_right’)) #合并两个数据集,类似数据库的inner join, 以二者共有的key列作为键,suffixes将两个key分别命名为key_left、key_right
pd.merge(df1, df2, left_on=’lkey’, right_on=’rkey’) #合并，类似数据库的inner join, 但二者没有同样的列名，分别指出，作为合并的参照
pd.merge(df1, df2, how=’outer’) #合并，但是是outer join；how=’left’是笛卡尔积，how=’inner’是…;还可以对多个键进行合并
df1.join(df2, on=’key’, how=’outer’) #也是合并
pd.concat([ser1, ser2, ser3], axis=1) #连接三个序列，按行的方向
ser1.combine_first(ser2) df1.combine_first(df2) #把2合并到1上，并对齐
df.stack() df.unstack() #列旋转为行、行旋转为列
df.pivot()
df.duplicated() df.drop_duplicates() #判断是否为重复数据、删除重复数据
ser.replace(-999, np.nan) #将－999全部替换为nan
df.rename(index={}, columns={}, inplace=True) #修改索引，inplace为真表示就地修改数据集
pd.cut(ser, bins) #根据面元bin判断ser的各个数据属于哪一个区段，有labels、levels属性
df[(np.abs(df)>3).any(1)] #输出含有“超过3或－3的值”的行
permutation take #用来进行随机重排序
pd.get_dummies(df[‘key’], prefix=’key’) #给df的所有列索引加前缀key
df[…].str.contains() df[…].str.findall(pattern, flags=re.IGNORECASE) df[…].str.match(pattern, flags=…) df[…].str.get() #矢量化的字符串函数

—-绘图
ser.plot() df.plot() #pandas的绘图工具，有参数label, ax, style, alpha, kind, logy, use_index, rot, xticks, xlim, grid等，详见page257
kind=’kde’ #密度图
kind=’bar’ kind=’barh’ #垂直柱状图、水平柱状图，stacked=True为堆积图
ser.hist(bins=50) #直方图
plt.scatter(x,y) #绘制x,y组成的散点图
pd.scatter_matrix(df, diagonal=’kde’, color=’k’, alpha=’0.3’) #将df各列分别组合绘制散点图

—-聚合分组
groupby() 默认在axis=0轴上分组，也可以在1组上分组；可以用for进行分组迭代
df.groupby(df[‘key1’]) #根据key1对df进行分组
df[‘key2’].groupby(df[‘key1’]) #根据key1对key2列进行分组
df[‘key3’].groupby(df[‘key1’], df[‘key2’]) #先根据key1、再根据key2对key3列进行分组
df[‘key2’].groupby(df[‘key1’]).size() #size()返回一个含有分组大小的series
df.groupby(df[‘key1’])[‘data1’] 等价于 df[‘data1’].groupby(df[‘key1’])
df.groupby(df[‘key1’])[[‘data1’]] 等价于 df[[‘data1’]].groupby(df[‘key1’])
df.groupby(mapping, axis=1) ser(mapping) #定义mapping字典，根据字典的分组来进行分组
df.groupby(len) #通过函数来进行分组，如根据len函数
df.groupby(level=’…’, axis=1) #根据索引级别来分组
df.groupby([], as_index=False) #禁用索引，返回无索引形式的数据
df.groupby(…).agg([‘mean’, ‘std’]) #一次使用多个聚合函数时，用agg方法
df.groupby(…).transform(np.mean) #transform()可以将其内的函数用于各个分组
df.groupby().apply() #apply方法会将待处理的对象拆分成多个片段，然后对各片段调用传入的函数，最后尝试将各片段组合到一起

—-透视交叉
df.pivot_table([”,”], rows=[”,”], cols=”, margins=True) #margins为真时会加一列all
pd.crosstab(df.col1, df.col2, margins=True) #margins作用同上

—————matplotlib—————
fig=plt.figure() ＃图像所在的基对象
ax=fig.add_subplot(2,2,1) #2*2的图像，当前选中第1个
fig, axes = plt.subplots(nrows, nclos, sharex, sharey) #创建图像，指定行、列、共享x轴刻度、共享y轴刻度
plt.subplots_adjust(left=None, bottom=None, right=None, top=None, wspace=None, hspace=None)#调整subplot之间的距离，wspace、hspace用来控制宽度、高度百分比
ax.plot(x, y, linestyle=’–’, color=’g’) #依据x,y坐标画图，设置线型、颜色
ax.set_xticks([…]) ax.set_xticklabels([…]) #设置x轴刻度
ax.set_xlabel(‘…’) #设置x轴名称
ax.set_title(‘….’) ＃设置图名
ax.legend(loc=’best’) #设置图例， loc指定将图例放在合适的位置
ax.text(x,y, ‘hello’, family=’monospace’, fontsize=10) #将注释hello放在x,y处，字体大小为10
ax.add_patch() #在图中添加块
plt.savefig(‘…png’, dpi=400, bbox_inches=’tight’) #保存图片，dpi为分辨率，bbox＝tight表示将裁减空白部分

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from mpl_toolkits.basemap import Basemap
import matplotlib.pyplot as plt#可以用来绘制地图

—————–时间序列————————–
pd.to_datetime(datestrs) #将字符串型日期解析为日期格式
pd.date_range(‘1/1/2000’, periods=1000) #生成时间序列
ts.resample(‘D’, how=’mean’) #采样，将时间序列转换成以每天为固定频率的, 并计算均值；how=’ohlc’是股票四个指数；
＃重采样会聚合，即将短频率（日）变成长频率（月），对应的值叠加；
＃升采样会插值，即将长频率变为短频率，中间产生新值
ts.shift(2, freq=’D’) ts.shift(-2, freq=’D’) #后移、前移2天
now+Day() now+MonthEnd()
import pytz pytz.timezone(‘US/Eastern’) #时区操作，需要安装pytz
pd.Period(‘2010’, freq=’A-DEC’) ＃period表示时间区间，叫做时期
pd.PeriodIndex #时期索引
ts.to_period(‘M’) #时间转换为时期
pd.rolling_mean(…) pd.rolling_std(…) #移动窗口函数－平均值、标准差