Python酷库之旅-第三方库Pandas(074)

CSDN 2024-08-14 16:35:04 阅读 89

目录

一、用法精讲

301、pandas.Series.dt.components属性

301-1、语法

301-2、参数

301-3、功能

301-4、返回值

301-5、说明

301-6、用法

301-6-1、数据准备

301-6-2、代码示例

301-6-3、结果输出

302、pandas.Series.dt.to_pytimedelta方法

302-1、语法

302-2、参数

302-3、功能

302-4、返回值

302-5、说明

302-6、用法

302-6-1、数据准备

302-6-2、代码示例

302-6-3、结果输出

303、pandas.Series.dt.total_seconds方法

303-1、语法

303-2、参数

303-3、功能

303-4、返回值

303-5、说明

303-6、用法

303-6-1、数据准备

303-6-2、代码示例

303-6-3、结果输出

304、pandas.Series.str.capitalize方法

304-1、语法

304-2、参数

304-3、功能

304-4、返回值

304-5、说明

304-6、用法

304-6-1、数据准备

304-6-2、代码示例

304-6-3、结果输出

305、pandas.Series.str.casefold方法

305-1、语法

305-2、参数

305-3、功能

305-4、返回值

305-5、说明

305-6、用法

305-6-1、数据准备

305-6-2、代码示例

305-6-3、结果输出

二、推荐阅读

1、Python筑基之旅

2、Python函数之旅

3、Python算法之旅

4、Python魔法之旅

5、博客个人主页

一、用法精讲

301、pandas.Series.dt.components属性
301-1、语法

<code># 301、pandas.Series.dt.components属性

pandas.Series.dt.components

Return a Dataframe of the components of the Timedeltas.

Returns:

DataFrame

301-2、参数

        无

301-3、功能

        从一个时间序列对象中提取项的各个部分,如年份、月份、日、小时、分钟、秒、毫秒、微秒、纳秒等。

301-4、返回值

        返回一个DataFrame,其中每一列代表时间序列的一个组成部分。

301-5、说明

        使用场景:

301-5-1、财务数据分析:在金融数据分析中,通常需要对日期进行分解,以便按年、月、日、季度等进行聚合和分析。例如,按季度计算股票平均价格。

301-5-2、运营数据分析:在运营数据分析中,可以根据时间的不同组成部分对数据进行拆分和聚合。例如,按周统计网站访问量。

301-5-3、机器学习中的特征工程:在机器学习的特征工程中,时间序列数据的不同组成部分可以作为特征,以提高模型的性能。例如,构建包含时间特征的机器学习数据集。

301-5-4、物流和供应链管理:在物流和供应链管理中,可以根据时间的不同组成部分优化运输和库存管理。例如,根据小时分析仓库入库量。

301-5-5、电商数据分析:在电商平台的数据分析中,可以根据时间的不同组成部分分析销售趋势和用户行为。例如,按月统计商品销售量。

301-6、用法
301-6-1、数据准备

301-6-2、代码示例

# 301、pandas.Series.dt.components属性

# 301-1、按季度计算股票平均价格

import pandas as pd

# 创建示例数据

date_range = pd.date_range(start='2024-01-01', periods=100, freq='D')code>

stock_prices = pd.Series(range(100), index=date_range)

df = pd.DataFrame({'date': date_range, 'price': stock_prices})

# 提取日期各部分

df['quarter'] = df['date'].dt.quarter

# 按季度计算平均价格

quarterly_avg_price = df.groupby('quarter')['price'].mean()

print(quarterly_avg_price, end='\n\n')code>

# 301-2、按周统计网站访问量

import pandas as pd

# 创建示例数据

date_range = pd.date_range(start='2024-01-01', periods=30, freq='D')code>

visit_counts = pd.Series(range(30), index=date_range)

df = pd.DataFrame({'date': date_range, 'visits': visit_counts})

# 提取日期各部分

df['week'] = df['date'].dt.isocalendar().week

# 按周统计访问量

weekly_visits = df.groupby('week')['visits'].sum()

print(weekly_visits, end='\n\n')code>

# 301-3、构建包含时间特征的机器学习数据集

import pandas as pd

# 创建示例数据

date_range = pd.date_range(start='2024-01-01', periods=50, freq='h')code>

values = pd.Series(range(50), index=date_range)

df = pd.DataFrame({'datetime': date_range, 'value': values})

# 提取日期时间各部分

df['year'] = df['datetime'].dt.year

df['month'] = df['datetime'].dt.month

df['day'] = df['datetime'].dt.day

df['hour'] = df['datetime'].dt.hour

df['weekday'] = df['datetime'].dt.weekday

print(df.head(), end='\n\n')code>

# 301-4、根据小时分析仓库入库量

import pandas as pd

# 创建示例数据

date_range = pd.date_range(start='2024-01-01', periods=24, freq='h')code>

inbound_quantities = pd.Series(range(24), index=date_range)

df = pd.DataFrame({'datetime': date_range, 'quantity': inbound_quantities})

# 提取时间各部分

df['hour'] = df['datetime'].dt.hour

# 按小时统计入库量

hourly_inbound = df.groupby('hour')['quantity'].sum()

print(hourly_inbound, end='\n\n')code>

# 301-5、按月统计商品销售量

import pandas as pd

# 创建示例数据

date_range = pd.date_range(start='2024-01-01', periods=100, freq='D')code>

sales_quantities = pd.Series(range(100), index=date_range)

df = pd.DataFrame({'date': date_range, 'sales': sales_quantities})

# 提取日期各部分

df['month'] = df['date'].dt.month

# 按月统计销售量

monthly_sales = df.groupby('month')['sales'].sum()

print(monthly_sales, end='\n\n')code>

# 301-6、网站每日访问量分析(可视化)

import pandas as pd

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

# 生成日期范围

date_range = pd.date_range(start='2024-07-01', end='2024-07-31', freq='D')code>

# 模拟每日访问量数据

np.random.seed(42)

visits = np.random.poisson(lam=100, size=len(date_range))

# 创建数据框

df = pd.DataFrame({'date': date_range, 'visits': visits})

print(df.head())

# 设置图形大小

plt.figure(figsize=(12, 6))

# 绘制时间序列图

plt.plot(df['date'], df['visits'], marker='o', linestyle='-', color='b', label='Daily Visits')code>

plt.scatter(df['date'], df['visits'], color='red') # 设置数据点为红色code>

# 添加标题和标签

plt.title('Daily Website Visits in July 2024')

plt.xlabel('Date')

plt.ylabel('Number of Visits')

plt.xticks(rotation=15)

plt.grid(True)

# 添加平均线

average_visits = df['visits'].mean()

plt.axhline(y=average_visits, color='r', linestyle='--', label=f'Average Visits ({average_visits:.1f})')code>

# 添加图例

plt.legend()

# 显示图形

plt.tight_layout()

# 显示数据标签并设置为红色

for i in range(len(df)):

plt.annotate(text=str(df['visits'][i]), xy=(df['date'][i], df['visits'][i]),

xytext=(-5, 5), textcoords='offset points', ha='center', va='bottom', color='red', fontweight='bold')code>

plt.show()

301-6-3、结果输出

# 301、pandas.Series.dt.components属性

# 301-1、按季度计算股票平均价格

# quarter

# 1 45.0

# 2 95.0

# Name: price, dtype: float64

# 301-2、按周统计网站访问量

# week

# 1 21

# 2 70

# 3 119

# 4 168

# 5 57

# Name: visits, dtype: int64

# 301-3、构建包含时间特征的机器学习数据集

# datetime value year month day hour weekday

# 2024-01-01 00:00:00 2024-01-01 00:00:00 0 2024 1 1 0 0

# 2024-01-01 01:00:00 2024-01-01 01:00:00 1 2024 1 1 1 0

# 2024-01-01 02:00:00 2024-01-01 02:00:00 2 2024 1 1 2 0

# 2024-01-01 03:00:00 2024-01-01 03:00:00 3 2024 1 1 3 0

# 2024-01-01 04:00:00 2024-01-01 04:00:00 4 2024 1 1 4 0

# 301-4、根据小时分析仓库入库量

# hour

# 0 0

# 1 1

# 2 2

# 3 3

# 4 4

# 5 5

# 6 6

# 7 7

# 8 8

# 9 9

# 10 10

# 11 11

# 12 12

# 13 13

# 14 14

# 15 15

# 16 16

# 17 17

# 18 18

# 19 19

# 20 20

# 21 21

# 22 22

# 23 23

# Name: quantity, dtype: int64

# 301-5、按月统计商品销售量

# month

# 1 465

# 2 1305

# 3 2325

# 4 855

# Name: sales, dtype: int64

# 301-6、网站每日访问量分析(可视化)

# 见图1

# date visits

# 0 2024-07-01 96

# 1 2024-07-02 107

# 2 2024-07-03 88

# 3 2024-07-04 103

# 4 2024-07-05 111

图1:

302、pandas.Series.dt.to_pytimedelta方法
302-1、语法

<code># 302、pandas.Series.dt.to_pytimedelta方法

pandas.Series.dt.to_pytimedelta()

Return an array of native datetime.timedelta objects.

Python’s standard datetime library uses a different representation timedelta’s. This method converts a Series of pandas Timedeltas to datetime.timedelta format with the same length as the original Series.

Returns:

numpy.ndarray

Array of 1D containing data with datetime.timedelta type.

302-2、参数

        无

302-3、功能

        用于将pandas.Series对象中的时间差(Timedelta)数据转换为Python的datetime.timedelta对象。

302-4、返回值

        返回一个pandas.Series对象,其中的每一个元素都是一个datetime.timedelta对象。

302-5、说明

        使用场景:

302-5-1、与其他库兼容:某些库或函数可能不直接支持pandas的Timedelta类型,但可以接受标准Python的timedelta类型。在这种情况下,可以使用to_pytimedelta()进行转换。

302-5-2、标准化处理:在数据分析中,如果你需要将时间差数据传递给其他只接受Python原生数据类型的工具或函数(例如自定义代码、第三方库等),使用to_pytimedelta()可以确保数据格式的一致性。

302-5-3、调试和测试:在调试代码时,可能需要将pandas的Timedelta对象转换为Python标准库的timedelta对象,以便更容易地验证和比较结果。

302-6、用法
302-6-1、数据准备

302-6-2、代码示例

# 302、pandas.Series.dt.to_pytimedelta方法

# 302-1、与其他库兼容

import pandas as pd

# 创建一个包含时间差的Series

timedelta_series = pd.Series(pd.to_timedelta(['1 days', '2 days', '3 days']))

# 将Series转换为Python的timedelta对象

pytimedelta_series = timedelta_series.dt.to_pytimedelta()

# 例如,假设你有一个自定义的函数需要标准的timedelta对象

def custom_function(timedeltas):

for delta in timedeltas:

print(f"Processed timedelta: {delta}")

custom_function(pytimedelta_series)

print('\n')

# 302-2、标准化处理

import pandas as pd

from datetime import timedelta

# 创建一个包含时间差的Series

timedelta_series = pd.Series(pd.to_timedelta(['10 hours', '5 hours', '8 hours']))

# 将Series转换为Python的timedelta对象

pytimedelta_series = timedelta_series.dt.to_pytimedelta()

# 使用标准Python的timedelta对象

total_duration = sum(pytimedelta_series, timedelta())

print(f"Total duration: {total_duration}", end='\n\n')code>

# 302-3、调试和测试

import pandas as pd

# 创建一个包含时间差的 Series

timedelta_series = pd.Series(pd.to_timedelta(['1 days 2 hours', '3 days 4 hours']))

# 将 Series 转换为 Python 的 timedelta 对象

pytimedelta_series = timedelta_series.dt.to_pytimedelta()

# 假设你要验证转换后的结果

for original, converted in zip(timedelta_series, pytimedelta_series):

print(f"Original timedelta: {original}, Converted timedelta: {converted}")

302-6-3、结果输出

# 302、pandas.Series.dt.to_pytimedelta方法

# 302-1、与其他库兼容

# Processed timedelta: 1 day, 0:00:00

# Processed timedelta: 2 days, 0:00:00

# Processed timedelta: 3 days, 0:00:00

# 302-2、标准化处理

# Total duration: 23:00:00

# 302-3、调试和测试

# Original timedelta: 1 days 02:00:00, Converted timedelta: 1 day, 2:00:00

# Original timedelta: 3 days 04:00:00, Converted timedelta: 3 days, 4:00:00

303、pandas.Series.dt.total_seconds方法
303-1、语法

# 303、pandas.Series.dt.total_seconds方法

pandas.Series.dt.total_seconds(*args, **kwargs)

Return total duration of each element expressed in seconds.

This method is available directly on TimedeltaArray, TimedeltaIndex and on Series containing timedelta values under the .dt namespace.

Returns:

ndarray, Index or Series

When the calling object is a TimedeltaArray, the return type is ndarray. When the calling object is a TimedeltaIndex, the return type is an Index with a float64 dtype. When the calling object is a Series, the return type is Series of type float64 whose index is the same as the original.

303-2、参数

303-2-1、*args(可选)其他位置参数,为后续扩展功能做预留。

303-2-2、**kwargs(可选)其他关键字参数,为后续扩展功能做预留。

303-3、功能

        用于将Timedelta对象的时间差转换为秒数,该功能特别适用于时间差数据的处理与分析。

303-4、返回值

        返回一个浮点数,表示时间差的总秒数,对于Series对象,返回一个包含总秒数的Series。

303-5、说明

        使用场景:

303-5-1、计算总秒数:假设你有一个pandas.Series对象,其中包含多个时间差数据,你可以使用该方法将其转换为秒数

303-5-2、数据分析:在数据分析中,可能需要将时间差转换为秒数以便进行统计分析,例如,计算平均时间差。

303-5-3、转换为其他单位:将时间差数据转换为秒数后,可以方便地进行其他单位的转换,例如,小时或分钟。

303-6、用法
303-6-1、数据准备

303-6-2、代码示例

# 303、pandas.Series.dt.total_seconds方法

# 303-1、计算总秒数

import pandas as pd

# 创建一个包含时间差的Series

timedelta_series = pd.Series(pd.to_timedelta(['1 days 2 hours', '3 days 4 hours']))

# 计算总秒数

seconds_series = timedelta_series.dt.total_seconds()

print(seconds_series, end='\n\n')code>

# 303-2、数据分析

import pandas as pd

# 创建一个包含时间差的Series

timedelta_series = pd.Series(pd.to_timedelta(['10 minutes', '20 minutes', '30 minutes']))

# 计算总秒数

seconds_series = timedelta_series.dt.total_seconds()

# 计算平均时间差(以秒为单位)

average_seconds = seconds_series.mean()

print(f"Average duration in seconds: {average_seconds}", end='\n\n')code>

# 303-3、转换为其他单位

import pandas as pd

# 创建一个包含时间差的Series

timedelta_series = pd.Series(pd.to_timedelta(['2 hours', '3.5 hours', '1 hour 45 minutes']))

# 计算总秒数

seconds_series = timedelta_series.dt.total_seconds()

# 转换为小时

hours_series = seconds_series / 3600

print(hours_series)

303-6-3、结果输出

# 303、pandas.Series.dt.total_seconds方法

# 303-1、计算总秒数

# 0 93600.0

# 1 273600.0

# dtype: float64

# 303-2、数据分析

# Average duration in seconds: 1200.0

# 303-3、转换为其他单位

# 0 2.00

# 1 3.50

# 2 1.75

# dtype: float64

304、pandas.Series.str.capitalize方法
304-1、语法

# 304、pandas.Series.str.capitalize方法

pandas.Series.str.capitalize()

Convert strings in the Series/Index to be capitalized.

Equivalent to str.capitalize().

Returns:

Series or Index of object.

304-2、参数

        无

304-3、功能

        用于将字符串中的每个元素的首字母大写,其余字母小写,这对于标准化文本数据中的字符串格式非常有用。

304-4、返回值

        返回一个新的Series对象,其中每个字符串的首字母被大写化,其余字母则转为小写。

304-5、说明

        无

304-6、用法
304-6-1、数据准备

304-6-2、代码示例

# 304、pandas.Series.str.capitalize方法

# 304-1、基本使用

import pandas as pd

# 创建包含字符串的Series

string_series = pd.Series(['hello world', 'python programming', 'data science'])

# 首字母大写

capitalized_series = string_series.str.capitalize()

print(capitalized_series, end='\n\n')code>

# 304-2、处理含有多单词的字符串

import pandas as pd

# 创建包含多单词字符串的Series

string_series = pd.Series(['machine learning', 'deep learning', 'natural language processing'])

# 首字母大写

capitalized_series = string_series.str.capitalize()

print(capitalized_series, end='\n\n')code>

# 304-3、处理不同类型的字符串

import pandas as pd

# 创建包含各种字符串的 Series

string_series = pd.Series(['123abc', 'FOO', 'bar123'])

# 首字母大写

capitalized_series = string_series.str.capitalize()

print(capitalized_series)

304-6-3、结果输出

# 304、pandas.Series.str.capitalize方法

# 304-1、基本使用

# 0 Hello world

# 1 Python programming

# 2 Data science

# dtype: object

# 304-2、处理含有多单词的字符串

# 0 Machine learning

# 1 Deep learning

# 2 Natural language processing

# dtype: object

# 304-3、处理不同类型的字符串

# 0 123abc

# 1 Foo

# 2 Bar123

# dtype: object

305、pandas.Series.str.casefold方法
305-1、语法

# 305、pandas.Series.str.casefold方法

pandas.Series.str.casefold()

Convert strings in the Series/Index to be casefolded.

Equivalent to str.casefold().

Returns:

Series or Index of object

305-2、参数

        无

305-3、功能

        用于将字符串中的每个元素转换为小写形式,具备更强的Unicode比较能力,它在文本处理时提供了一种比常规小写转换更为强大的方法,尤其是在处理不同语言和区域的字符时

305-4、返回值

        返回一个新的Series对象,其中每个字符串元素都被转换为小写,适用于多种语言字符。

305-5、说明

        无

305-6、用法
305-6-1、数据准备

305-6-2、代码示例

# 305、pandas.Series.str.casefold方法

# 305-1、基本使用

import pandas as pd

# 创建包含字符串的Series

string_series = pd.Series(['Hello World', 'Python Programming', 'Data Science'])

# 使用casefold转换为小写

casefolded_series = string_series.str.casefold()

print(casefolded_series, end='\n\n')code>

# 305-2、处理特殊字符

import pandas as pd

# 创建包含特殊字符的Series

string_series = pd.Series(['Sträßchen', 'ß', 'Öl', 'Äpfel'])

# 使用casefold转换为小写

casefolded_series = string_series.str.casefold()

print(casefolded_series, end='\n\n')code>

305-6-3、结果输出

# 305、pandas.Series.str.casefold方法

# 305-1、基本使用

# 0 hello world

# 1 python programming

# 2 data science

# dtype: object

# 305-2、处理特殊字符

# 0 strässchen

# 1 ss

# 2 öl

# 3 äpfel

# dtype: object

二、推荐阅读

1、Python筑基之旅
2、Python函数之旅
3、Python算法之旅
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