Pandas Series入门教程
Series结构,也称Series序列,是Pandas常用的数据结构之一,它是一种类似于一维数组的结构,由一组数据值(value)和一组标签组成,其中标签与数据值之间是一一对应的关系。
Series可以保存任何数据类型,比如整数、字符串、浮点数、Python对象等,它的标签默认为整数,从0开始依次递增。Series的结构图,如下所示:
通过标签我们可以更加直观地查看数据所在的索引位置。
创建Series对象
Pandas使用Series()函数来创建Series对象,通过这个对象可以调用相应的方法和属性,从而达到处理数据的目的:
import pandas as pd s=pd.Series( data, index, dtype, copy)12复制代码类型:[python]
参数说明如下所示:
参数名称 | 描述 |
---|---|
data | 输入的数据,可以是列表、常量、ndarray 数组等。 |
index | 索引值必须是惟一的,如果没有传递索引,则默认为 np.arrange(n)。 |
dtype | dtype表示数据类型,如果没有提供,则会自动判断得出。 |
copy | 表示对 data 进行拷贝,默认为 False。 |
我们也可以使用数组、字典、标量值或者Python对象来创建Series对象。下面展示了创建Series对象的不同方法:
1)创建一个空Series对象
使用以下方法可以创建一个空的Series对象,如下所示:
import pandas as pd#输出数据为空s = pd.Series() print(s)1234复制代码类型:[python]
输出结果如下:
Series([], dtype: float64)1复制代码类型:[python]
2)ndarray创建Series对象
ndarray是NumPy中的数组类型,当data是ndarry时,传递的索引必须具有与数组相同的长度。假如没有给index参数传参,在默认情况下,索引值将使用是range(n)生成,其中n代表数组长度,如下所示:
[0,1,2,3…. range(len(array))-1]1复制代码类型:[python]
使用默认索引,创建Series序列对象:
import pandas as pdimport numpy as np data = np.array(['a','b','c','d']) s = pd.Series(data)print (s)12345复制代码类型:[python]
输出结果如下:
0 a1 b2 c3 d dtype: object12345复制代码类型:[python]
上述示例中没有传递任何索引,所以索引默认从0开始分配,其索引范围为0到len(data)-1,即0到3。这种设置方式被称为“隐式索引”。
除了上述方法外,你也可以使用“显式索引”的方法定义索引标签,示例如下:
import pandas as pdimport numpy as np data = np.array(['a','b','c','d'])#自定义索引标签(即显示索引)s = pd.Series(data,index=[100,101,102,103]) print(s)123456复制代码类型:[python]
输出结果:
100 a101 b102 c103 d dtype: object12345复制代码类型:[python]
3)dict创建Series对象
您可以把dict作为输入数据。如果没有传入索引时会按照字典的键来构造索引;反之,当传递了索引时需要将索引标签与字典中的值一一对应。
下面两组示例分别对上述两种情况做了演示。
示例1,没有传递索引时:
import pandas as pdimport numpy as np data = {'a' : 0., 'b' : 1., 'c' : 2.} s = pd.Series(data) print(s)12345复制代码类型:[python]
输出结果:
a 0.0b 1.0c 2.0dtype: float641234复制代码类型:[python]
示例2,为index参数传递索引时:
import pandas as pdimport numpy as np data = {'a' : 0., 'b' : 1., 'c' : 2.} s = pd.Series(data,index=['b','c','d','a']) print(s)12345复制代码类型:[python]
输出结果:
b 1.0c 2.0d NaN a 0.0dtype: float6412345复制代码类型:[python]
当传递的索引值无法找到与其对应的值时,使用NaN(非数字)填充。
4)标量创建Series对象
如果data是标量值,则必须提供索引,示例如下:
import pandas as pdimport numpy as np s = pd.Series(5, index=[0, 1, 2, 3]) print(s)1234复制代码类型:[python]
输出如下:
0 51 52 53 5dtype: int6412345复制代码类型:[python]
标量值按照index的数量进行重复,并与其一一对应。
访问Series数据
上述讲解了创建Series对象的多种方式,那么我们应该如何访问Series序列中元素呢?分为两种方式,一种是位置索引访问;另一种是索引标签访问。
1)位置索引访问
这种访问方式与ndarray和list相同,使用元素自身的下标进行访问。我们知道数组的索引计数从0开始,这表示第一个元素存储在第0个索引位置上,以此类推,就可以获得Series序列中的每个元素。下面看一组简单的示例:
import pandas as pd s = pd.Series([1,2,3,4,5],index = ['a','b','c','d','e']) print(s[0]) #位置下标print(s['a']) #标签下标1234复制代码类型:[python]
输出结果:
1112复制代码类型:[java]
通过切片的方式访问Series序列中的数据,示例如下:
import pandas as pd s = pd.Series([1,2,3,4,5],index = ['a','b','c','d','e']) print(s[:3])123复制代码类型:[python]
输出结果:
a 1b 2c 3dtype: int641234复制代码类型:[python]
如果想要获取最后三个元素,也可以使用下面的方式:
import pandas as pd s = pd.Series([1,2,3,4,5],index = ['a','b','c','d','e']) print(s[-3:])123复制代码类型:[python]
输出结果:
c 3d 4e 5dtype: int641234复制代码类型:[python]
2)索引标签访问
Series类似于固定大小的dict,把index中的索引标签当做key,而把Series序列中的元素值当做value,然后通过index索引标签来访问或者修改元素值。
示例1,使用索标签访问单个元素值:
import pandas as pd s = pd.Series([6,7,8,9,10],index = ['a','b','c','d','e']) print(s['a'])123复制代码类型:[python]
输出结果:
61复制代码类型:[python]
示例2,使用索引标签访问多个元素值
import pandas as pd s = pd.Series([6,7,8,9,10],index = ['a','b','c','d','e']) print(s[['a','c','d']])123复制代码类型:[python]
输出结果:
a 6c 8d 9dtype: int641234复制代码类型:[python]
示例3,如果使用了index中不包含的标签,则会触发异常:
import pandas as pd s = pd.Series([6,7,8,9,10],index = ['a','b','c','d','e'])#不包含f值print(s['f'])1234复制代码类型:[python]
输出结果:
...... KeyError: 'f'12复制代码类型:[python]
Series常用属性
下面我们介绍Series的常用属性和方法。在下表列出了Series对象的常用属性。
名称 | 属性 |
---|---|
axes | 以列表的形式返回所有行索引标签。 |
dtype | 返回对象的数据类型。 |
empty | 返回一个空的 Series 对象。 |
ndim | 返回输入数据的维数。 |
size | 返回输入数据的元素数量。 |
values | 以 ndarray 的形式返回 Series 对象。 |
index | 返回一个RangeIndex对象,用来描述索引的取值范围。 |
现在创建一个Series对象,并演示如何使用上述表格中的属性。如下所示:
import pandas as pdimport numpy as np s = pd.Series(np.random.randn(5)) print(s)1234复制代码类型:[python]
输出结果:
0 0.8980971 0.7302102 2.3074013 -1.7230654 0.346728dtype: float64123456复制代码类型:[python]
上述示例的行索引标签是[0,1,2,3,4]。
1)axes
import pandas as pdimport numpy as np s = pd.Series(np.random.randn(5))print ("The axes are:") print(s.axes)12345复制代码类型:[python]
输出结果
The axes are: [RangeIndex(start=0, stop=5, step=1)]12复制代码类型:[python]
2)dtype
import pandas as pdimport numpy as np s = pd.Series(np.random.randn(5))print ("The dtype is:") print(s.dtype)12345复制代码类型:[python]
输出结果:
The dtype is: float6412复制代码类型:[python]
3)empty
返回一个布尔值,用于判断数据对象是否为空。示例如下:
import pandas as pdimport numpy as np s = pd.Series(np.random.randn(5)) print("是否为空对象?")print (s.empty)12345复制代码类型:[python]
输出结果:
是否为空对象?False12复制代码类型:[python]
4)ndim
查看序列的维数。根据定义,Series是一维数据结构,因此它始终返回1。
import pandas as pdimport numpy as np s = pd.Series(np.random.randn(5))print (s)print (s.ndim)12345复制代码类型:[python]
输出结果:
0 0.3114851 1.7488602 -0.0227213 -0.1292234 -0.489824dtype: float6411234567复制代码类型:[python]
5)size
返回Series对象的大小(长度)。
import pandas as pdimport numpy as np s = pd.Series(np.random.randn(3))print (s)#series的长度大小print(s.size)123456复制代码类型:[python]
输出结果:
0 -1.8662611 -0.6367262 0.586037dtype: float64312345复制代码类型:[python]
6)values
以数组的形式返回Series对象中的数据。
import pandas as pdimport numpy as np s = pd.Series(np.random.randn(6)) print(s) print("输出series中数据") print(s.values)123456复制代码类型:[python]
输出结果:
0 -0.5021001 0.6961942 -0.9820633 0.4164304 -1.3845145 0.444303dtype: float64 输出series中数据 [-0.50210028 0.69619407 -0.98206327 0.41642976 -1.38451433 0.44430257]123456789复制代码类型:[python]
7)index
该属性用来查看Series中索引的取值范围。示例如下:
#显示索引import pandas as pd s=pd.Series([1,2,5,8],index=['a','b','c','d']) print(s.index)#隐式索引s1=pd.Series([1,2,5,8]) print(s1.index)1234567复制代码类型:[python]
输出结果:
隐式索引: Index(['a', 'b', 'c', 'd'], dtype='object') 显示索引: RangeIndex(start=0, stop=4, step=1)1234复制代码类型:[python]
Series常用方法
1)head()&tail()查看数据
如果想要查看Series的某一部分数据,可以使用head()或者tail()方法。其中head()返回前n行数据,默认显示前5行数据。示例如下:
import pandas as pdimport numpy as np s = pd.Series(np.random.randn(5))print ("The original series is:")print (s)#返回前三行数据print (s.head(3))1234567复制代码类型:[python]
输出结果:
原系列输出结果:0 1.2496791 0.6364872 -0.9876213 0.9996134 1.607751head(3)输出: dtype: float640 1.2496791 0.6364872 -0.987621dtype: float64123456789101112复制代码类型:[python]
tail()返回的是后n行数据,默认为后5行。示例如下:
import pandas as pdimport numpy as np s = pd.Series(np.random.randn(4))#原seriesprint(s)#输出后两行数据print (s.tail(2))1234567复制代码类型:[python]
输出结果:
原Series输出:0 0.0533401 2.1658362 -0.7191753 -0.035178输出后两行数据: dtype: float642 -0.7191753 -0.035178dtype: float6412345678910复制代码类型:[python]
2)isnull()&nonull()检测缺失值
isnull()和nonull()用于检测Series中的缺失值。所谓缺失值,顾名思义就是值不存在、丢失、缺少。
isnull():如果为值不存在或者缺失,则返回True。
notnull():如果值不存在或者缺失,则返回False。
其实不难理解,在实际的数据分析任物中,数据的收集往往要经历一个繁琐的过程。在这个过程中难免会因为一些不可抗力,或者人为因素导致数据丢失的现象。这时,我们可以使用相应的方法对缺失值进行处理,比如均值插值、数据补齐等方法。上述两个方法就是帮助我们检测是否存在缺失值。示例如下:
import pandas as pd#None代表缺失数据s=pd.Series([1,2,5,None]) print(pd.isnull(s)) #是空值返回Trueprint(pd.notnull(s)) #空值返回False12345复制代码类型:[python]
输出结果:
0 False1 False2 False3 Truedtype: boolnotnull():0 True1 True2 True3 Falsedtype: bool