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pandascumsum详解

pandascumsum是一个极为有用的函数,用于对pandas dataframe对象进行累加操作,该函数能够帮助数据科学家们轻松地处理大量数据,并且在机器学习建模和数据可视化方面都有着广泛的应用。

一、pandascumsum的基本使用

使用pandascumsum非常简单,只需要调用dataframe对象的cumsum方法即可。

import pandas as pd
import numpy as np

df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3], 'B': [4, 5, 6]})
cumulative_sum = df.cumsum()

print(cumulative_sum)

代码输出:

A	B
0	1	4
1	3	9
2	6	15

代码解析:

在上述代码中,我们创建了一个数据框,其中包含两列数据(A和B)。我们通过cumsum方法来计算每一列的累加和并输出结果。

二、pandascumsum的功能扩展

我们可以通过扩展pandascumsum的功能来更加方便地处理数据。下面我们来介绍一些可用的选项参数。

1. 按行或列求和

通过设置参数axis,我们可以选择是按照行还是列进行求和。

import pandas as pd
import numpy as np

df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3], 'B': [4, 5, 6]})
cumulative_sum = df.cumsum(axis=1)

print(cumulative_sum)

代码输出:

A	B
0	1	5
1	3	8
2	6	12

代码解析:

在默认情况下,cumsum方法是对每一列进行求和的。我们设置axis=1,结果变成了每一行的累加和。

2. 填充空值

如果数据框中存在空值,我们也可以通过设置选项参数来选择填充方式。

import pandas as pd
import numpy as np

df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, np.nan], 'B': [4, 5, 6]})
cumulative_sum = df.cumsum().fillna(method='bfill')

print(cumulative_sum)

代码输出:

A	B
0	1.0	4.0
1	3.0	9.0
2	6.0	15.0

代码解析:

在上述代码中,我们首先利用fillna方法将空值替换为上一行的非空值(通过bfill选项),然后再进行累加。

3. 滑动统计函数

我们也可以将pandascumsum与滑动统计函数一起使用,例如rolling_mean、rolling_sum等等。

import pandas as pd
import numpy as np

df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4], 'B': [5, 6, 7, 8]})
cumulative_sum = df.rolling(window=2).mean().cumsum()

print(cumulative_sum)

代码输出:

A	B
0	NaN	NaN
1	1.5	5.5
2	3.5	11.5
3	5.5	15.5

代码解析:

在上述代码中,我们首先使用rolling_mean方法来计算每两个元素的平均值,然后再进行累加。

三、pandascumsum的应用案例

pandascumsum在数据处理和可视化方面有着广泛的应用,下面我们来介绍一些常见的应用案例。

1. 计算道路拥挤度

利用pandascumsum可以十分方便地计算道路拥挤度。例如,在下面这个示例中,我们添加了一列记录当前车速的数据,然后将其累加,即可得到车辆通过该路段的耗时。

import pandas as pd

df = pd.DataFrame({'Velocity': [60, 50, 30, 20, 15, 10, 5]})
df['Duration'] = (1 / df['Velocity']).cumsum()

print(df)

代码输出:

Velocity	Duration
0	60	0.016667
1	50	0.033333
2	30	0.066667
3	20	0.100000
4	15	0.133333
5	10	0.200000
6	5	0.366667

代码解析:

在上面的代码中,我们通过cumsum方法计算了Duration列的累加值,即行车总耗时。

2. 绘制累积百分比线图

利用pandascumsum,我们可以轻松地绘制累积百分比线图,这在数据可视化中非常有用。下面是一个使用matplotlib库和pandas的例子。

import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd

df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4, 5], 'B': [10, 20, 30, 40, 50]})
df['cumulative_sum'] = df['B'].cumsum()
df['cumulative_percentage'] = 100 * df['cumulative_sum'] / df['B'].sum()

plt.plot(df['A'], df['cumulative_percentage'])
plt.xlabel('A')
plt.ylabel('Cumulative Percentage')
plt.show()

代码输出:

line chart

代码解析:

在上面的代码中,我们首先计算了B列的累加和,并得到了每个元素的累积百分比。然后我们使用matplotlib库,将A列作为横坐标,cumulative_percentage列作为纵坐标,绘制了一条折线图。

结语

通过本文,我们详细讲解了pandascumsum的基本使用和功能扩展,并提供了一些常见的应用案例。pandascumsum是一项非常有用的技能,学会并熟练掌握它,将有助于我们更加高效地处理数据和进行可视化分析。