python - 将 pandas 数据框字符串条目拆分(分解)为单独的行

Question

我有一个 pandas 数据框，其中一列文本字符串包含逗号分隔的值。我想拆分每个 CSV 字段并为每个条目创建一个新行(假设 CSV 是干净的并且只需要按“，”进行拆分)。例如，a 应变为 b:

In [7]: a
Out[7]: 
    var1  var2
0  a,b,c     1
1  d,e,f     2

In [8]: b
Out[8]: 
  var1  var2
0    a     1
1    b     1
2    c     1
3    d     2
4    e     2
5    f     2

到目前为止，我已经尝试了各种简单的函数，但是.apply方法在轴上使用时似乎只接受一行作为返回值，并且我无法获取.transform 工作。任何建议将不胜感激!

示例数据:

from pandas import DataFrame
import numpy as np
a = DataFrame([{'var1': 'a,b,c', 'var2': 1},
               {'var1': 'd,e,f', 'var2': 2}])
b = DataFrame([{'var1': 'a', 'var2': 1},
               {'var1': 'b', 'var2': 1},
               {'var1': 'c', 'var2': 1},
               {'var1': 'd', 'var2': 2},
               {'var1': 'e', 'var2': 2},
               {'var1': 'f', 'var2': 2}])

我知道这行不通，因为我们通过 numpy 丢失了 DataFrame 元数据，但它应该让您了解我尝试做的事情:

def fun(row):
    letters = row['var1']
    letters = letters.split(',')
    out = np.array([row] * len(letters))
    out['var1'] = letters
a['idx'] = range(a.shape[0])
z = a.groupby('idx')
z.transform(fun)

Answer 1

更新3:使用 Series.explode() / DataFrame.explode() methods 更有意义(在Pandas 0.25.0中实现，在Pandas 1.3.0中扩展以支持多列爆炸)如使用示例所示:

对于单列:

In [1]: df = pd.DataFrame({'A': [[0, 1, 2], 'foo', [], [3, 4]],
   ...:                    'B': 1,
   ...:                    'C': [['a', 'b', 'c'], np.nan, [], ['d', 'e']]})

In [2]: df
Out[2]:
           A  B          C
0  [0, 1, 2]  1  [a, b, c]
1        foo  1        NaN
2         []  1         []
3     [3, 4]  1     [d, e]

In [3]: df.explode('A')
Out[3]:
     A  B          C
0    0  1  [a, b, c]
0    1  1  [a, b, c]
0    2  1  [a, b, c]
1  foo  1        NaN
2  NaN  1         []
3    3  1     [d, e]
3    4  1     [d, e]

对于多列(对于 Pandas 1.3.0+):

In [4]: df.explode(['A', 'C'])
Out[4]:
     A  B    C
0    0  1    a
0    1  1    b
0    2  1    c
1  foo  1  NaN
2  NaN  1  NaN
3    3  1    d
3    4  1    e

<小时/>

更新2:更通用的向量化函数，适用于多个普通和多个list列

def explode(df, lst_cols, fill_value='', preserve_index=False):
    # make sure `lst_cols` is list-alike
    if (lst_cols is not None
        and len(lst_cols) > 0
        and not isinstance(lst_cols, (list, tuple, np.ndarray, pd.Series))):
        lst_cols = [lst_cols]
    # all columns except `lst_cols`
    idx_cols = df.columns.difference(lst_cols)
    # calculate lengths of lists
    lens = df[lst_cols[0]].str.len()
    # preserve original index values    
    idx = np.repeat(df.index.values, lens)
    # create "exploded" DF
    res = (pd.DataFrame({
                col:np.repeat(df[col].values, lens)
                for col in idx_cols},
                index=idx)
             .assign(**{col:np.concatenate(df.loc[lens>0, col].values)
                            for col in lst_cols}))
    # append those rows that have empty lists
    if (lens == 0).any():
        # at least one list in cells is empty
        res = (res.append(df.loc[lens==0, idx_cols], sort=False)
                  .fillna(fill_value))
    # revert the original index order
    res = res.sort_index()
    # reset index if requested
    if not preserve_index:        
        res = res.reset_index(drop=True)
    return res

演示:

多个 list 列 - 所有 list 列每行中的元素数必须相同:

In [134]: df
Out[134]:
   aaa  myid        num          text
0   10     1  [1, 2, 3]  [aa, bb, cc]
1   11     2         []            []
2   12     3     [1, 2]      [cc, dd]
3   13     4         []            []

In [135]: explode(df, ['num','text'], fill_value='')
Out[135]:
   aaa  myid num text
0   10     1   1   aa
1   10     1   2   bb
2   10     1   3   cc
3   11     2
4   12     3   1   cc
5   12     3   2   dd
6   13     4

保留原始索引值:

In [136]: explode(df, ['num','text'], fill_value='', preserve_index=True)
Out[136]:
   aaa  myid num text
0   10     1   1   aa
0   10     1   2   bb
0   10     1   3   cc
1   11     2
2   12     3   1   cc
2   12     3   2   dd
3   13     4

设置:

df = pd.DataFrame({
 'aaa': {0: 10, 1: 11, 2: 12, 3: 13},
 'myid': {0: 1, 1: 2, 2: 3, 3: 4},
 'num': {0: [1, 2, 3], 1: [], 2: [1, 2], 3: []},
 'text': {0: ['aa', 'bb', 'cc'], 1: [], 2: ['cc', 'dd'], 3: []}
})

CSV 列:

In [46]: df
Out[46]:
        var1  var2 var3
0      a,b,c     1   XX
1  d,e,f,x,y     2   ZZ

In [47]: explode(df.assign(var1=df.var1.str.split(',')), 'var1')
Out[47]:
  var1  var2 var3
0    a     1   XX
1    b     1   XX
2    c     1   XX
3    d     2   ZZ
4    e     2   ZZ
5    f     2   ZZ
6    x     2   ZZ
7    y     2   ZZ

使用这个小技巧，我们可以将类似 CSV 的列转换为 list 列:

In [48]: df.assign(var1=df.var1.str.split(','))
Out[48]:
              var1  var2 var3
0        [a, b, c]     1   XX
1  [d, e, f, x, y]     2   ZZ

<小时/>

更新: 通用矢量化方法(也适用于多列):

原始DF:

In [177]: df
Out[177]:
        var1  var2 var3
0      a,b,c     1   XX
1  d,e,f,x,y     2   ZZ

解决方案:

首先让我们将 CSV 字符串转换为列表:

In [178]: lst_col = 'var1' 

In [179]: x = df.assign(**{lst_col:df[lst_col].str.split(',')})

In [180]: x
Out[180]:
              var1  var2 var3
0        [a, b, c]     1   XX
1  [d, e, f, x, y]     2   ZZ

现在我们可以这样做:

In [181]: pd.DataFrame({
     ...:     col:np.repeat(x[col].values, x[lst_col].str.len())
     ...:     for col in x.columns.difference([lst_col])
     ...: }).assign(**{lst_col:np.concatenate(x[lst_col].values)})[x.columns.tolist()]
     ...:
Out[181]:
  var1  var2 var3
0    a     1   XX
1    b     1   XX
2    c     1   XX
3    d     2   ZZ
4    e     2   ZZ
5    f     2   ZZ
6    x     2   ZZ
7    y     2   ZZ

<小时/>

旧答案:

灵感来自@AFinkelstein solution ，我想让它更通用一点，可以应用于具有两列以上的 DF，并且与 AFinkelstein 的解决方案一样快，几乎一样快):

In [2]: df = pd.DataFrame(
   ...:    [{'var1': 'a,b,c', 'var2': 1, 'var3': 'XX'},
   ...:     {'var1': 'd,e,f,x,y', 'var2': 2, 'var3': 'ZZ'}]
   ...: )

In [3]: df
Out[3]:
        var1  var2 var3
0      a,b,c     1   XX
1  d,e,f,x,y     2   ZZ

In [4]: (df.set_index(df.columns.drop('var1',1).tolist())
   ...:    .var1.str.split(',', expand=True)
   ...:    .stack()
   ...:    .reset_index()
   ...:    .rename(columns={0:'var1'})
   ...:    .loc[:, df.columns]
   ...: )
Out[4]:
  var1  var2 var3
0    a     1   XX
1    b     1   XX
2    c     1   XX
3    d     2   ZZ
4    e     2   ZZ
5    f     2   ZZ
6    x     2   ZZ
7    y     2   ZZ