python - Pandas :从第二行开始。从上一行中减去并将其用作下一次减法的值

Question

上下文

我需要使用 Pandas 编写一个算法，从第二行开始，从上一行减去一个列值，然后使用结果继续减去下一行，等等。

例子

INPUT:
ID    VALUE
0       1
1       10
2       30
3       45
4       78

OUTPUT (just the result, not the operation itself):
ID    VALUE
0       1
1       9  #(10-1)
2       21 #(30-9)
3       24 #(45-21)
4       54 #(78-24)

我尝试了什么

df['VALUE'] = df['VALUE'] - df['VALUE]'.shift() # Doesn't starts with the second row, and use the original dataframe to subtract

df['VALUE'] = df['VALUE'].diff() # Doesn't starts with the second row, and use the original dataframe to subtract

Answer 1

Numpy，cumsum 交替符号

i = np.arange(len(df))
j = np.arange(2)

a = np.where(
    (i[:, None] + j) % 2 == 0, 1, -1
) * df.VALUE.values[:, None]

b = a.cumsum(0)[i, i % 2]

df.assign(VALUE=b)

   ID  VALUE
0   0      1
1   1      9
2   2     21
3   3     24
4   4     54

---

说明

首先要注意的是

X0 ->                     X0
X1 ->                X1 - X0
X2 ->           X2 - X1 + X0
X3 ->      X3 - X2 + X1 - X0
X4 -> X4 - X3 + X2 - X1 + X0

所以我想每隔一行乘以一个负数......但是我需要为交替行的其他选择执行两次。

我需要为两个选项生成一个在 + 和 - 1 之间交换的掩码

i = np.arange(len(df))
j = np.arange(2)

m = np.where(
    (i[:, None] + j) % 2 == 0, 1, -1
)

m

array([[ 1, -1],
       [-1,  1],
       [ 1, -1],
       [-1,  1],
       [ 1, -1]])

现在我需要在我的 df.VALUE

中广播乘法

a = m * df.VALUE.values[:, None]

a

array([[  1,  -1],
       [-10,  10],
       [ 30, -30],
       [-45,  45],
       [ 78, -78]])

注意模式。现在我 cumsum

a.cumsum(0)

array([[  1,  -1],
       [ -9,   9],
       [ 21, -21],
       [-24,  24],
       [ 54, -54]])

但我需要积极的……更具体地说，我需要交替的。所以我用修改后的 arange

切片

b = a.cumsum(0)[i, i % 2]
b

array([ 1,  9, 21, 24, 54])

这是我最终分配给现有列的内容

df.assign(VALUE=b)

   ID  VALUE
0   0      1
1   1      9
2   2     21
3   3     24
4   4     54

这会生成 df 的副本并用 b 覆盖 VALUE 列。
要保留此答案，请确保重新分配新名称或 df(如果需要)。

df_new = df.assign(VALUE=b)