与 Stata 的比较#

对于Stata的潜在用户, 此页面旨在演示如何在 pandas 中执行不同的 Stata 操作。

如果您是 pandas 新手,您可能需要先阅读10 分钟了解 pandas 以熟悉该库。

按照惯例,我们导入 pandas 和 NumPy,如下所示:

In [1]: import pandas as pd

In [2]: import numpy as np

数据结构

通用术语翻译#

熊猫

斯塔塔

DataFrame

数据集

柱子

多变的

观察

通过...分组

按排序

NaN

.

DataFrame#

pandas 中的ADataFrame类似于 Stata 数据集——一个二维数据源,带有可以是不同类型的标记列。正如本文档所示,几乎任何可以应用于 Stata 数据集的操作也可以在 pandas 中完成。

Series#

ASeries是表示 a 的一列的数据结构 DataFrame。 Stata 没有针对单个列的单独数据结构,但一般来说,使用 aSeries类似于引用 Stata 中数据集的列。

Index#

每个DataFrameand在数据Series上都有一个Index– 标签 。 Stata 没有完全类似的概念。在 Stata 中,除了可以使用 访问的隐式整数索引之外,数据集的行本质上是未标记的。_n

在pandas中,如果没有指定索引,默认情况下也会使用整数索引(第一行= 0,第二行= 1,依此类推)。虽然使用带标签的Indexor MultiIndex可以进行复杂的分析,并且最终是 pandas 需要理解的重要部分,但对于这种比较,我们基本上会忽略 , Index而只是将 视为DataFrame列的集合。请参阅索引文档以了解有关如何 Index有效使用的更多信息。

副本与就地操作#

Series大多数 pandas 操作都会返回/的副本DataFrame。要使更改“坚持”,您需要分配给一个新变量:

sorted_df = df.sort_values("col1")

或者覆盖原来的:

df = df.sort_values("col1")

笔记

您将看到某些方法可使用inplace=Trueor关键字参数:copy=False

df.replace(5, inplace=True)

inplace关于弃用和删除以及copy对于大多数方法(例如dropna),除了极小的方法子集(包括replace)之外,存在着积极的讨论。在 Copy-on-Write 上下文中,这两个关键字不再是必需的。该提案可以 在这里找到。

数据输入/输出#

从值构造一个 DataFrame #

通过将数据放在语句后面input并指定列名称,可以根据指定值构建 Stata 数据集。

input x y
1 2
3 4
5 6
end

pandasDataFrame可以通过多种不同的方式构建,但对于少量值,将其指定为 Python 字典通常很方便,其中键是列名,值是数据。

In [3]: df = pd.DataFrame({"x": [1, 3, 5], "y": [2, 4, 6]})

In [4]: df
Out[4]: 
   x  y
0  1  2
1  3  4
2  5  6

读取外部数据#

与 Stata 一样,pandas 提供了读取多种格式数据的实用程序。tipspandas 测试 ( csv ) 中找到的数据集将在以下许多示例中使用。

Stata 提供将 csv 数据读入内存中的数据集。如果该文件位于当前工作目录中,我们可以按如下方式导入它。import delimitedtips.csv

import delimited tips.csv

pandas 方法是read_csv(),其工作原理类似。此外,如果提供了 url,它会自动下载数据集。

In [5]: url = (
   ...:     "https://raw.githubusercontent.com/pandas-dev"
   ...:     "/pandas/main/pandas/tests/io/data/csv/tips.csv"
   ...: )
   ...: 

In [6]: tips = pd.read_csv(url)

In [7]: tips
Out[7]: 
     total_bill   tip     sex smoker   day    time  size
0         16.99  1.01  Female     No   Sun  Dinner     2
1         10.34  1.66    Male     No   Sun  Dinner     3
2         21.01  3.50    Male     No   Sun  Dinner     3
3         23.68  3.31    Male     No   Sun  Dinner     2
4         24.59  3.61  Female     No   Sun  Dinner     4
..          ...   ...     ...    ...   ...     ...   ...
239       29.03  5.92    Male     No   Sat  Dinner     3
240       27.18  2.00  Female    Yes   Sat  Dinner     2
241       22.67  2.00    Male    Yes   Sat  Dinner     2
242       17.82  1.75    Male     No   Sat  Dinner     2
243       18.78  3.00  Female     No  Thur  Dinner     2

[244 rows x 7 columns]

与 一样,可以采用多个参数来指定如何解析数据。例如,如果数据是制表符分隔的,没有列名,并且存在于当前工作目录中,则 pandas 命令将为:import delimitedread_csv()

tips = pd.read_csv("tips.csv", sep="\t", header=None)

# alternatively, read_table is an alias to read_csv with tab delimiter
tips = pd.read_table("tips.csv", header=None)

pandas还可以.dta使用该read_stata()函数读取Stata格式的数据集。

df = pd.read_stata("data.dta")

除了text/csv和Stata文件之外,pandas还支持多种其他数据格式,例如Excel、SAS、HDF5、Parquet和SQL数据库。这些都是通过pd.read_* 函数读取的。有关更多详细信息,请参阅IO 文档。

限制输出#

默认情况下,pandas 会截断大DataFrames 的输出以显示第一行和最后一行。这可以通过更改 pandas 选项或使用 DataFrame.head()或来覆盖DataFrame.tail()

In [8]: tips.head(5)
Out[8]: 
   total_bill   tip     sex smoker  day    time  size
0       16.99  1.01  Female     No  Sun  Dinner     2
1       10.34  1.66    Male     No  Sun  Dinner     3
2       21.01  3.50    Male     No  Sun  Dinner     3
3       23.68  3.31    Male     No  Sun  Dinner     2
4       24.59  3.61  Female     No  Sun  Dinner     4

Stata 中的等价物是:

list in 1/5

导出数据#

Stata 中的倒数为import delimitedexport delimited

export delimited tips2.csv

同样,在 pandas 中, 的反义词read_csvDataFrame.to_csv()

tips.to_csv("tips2.csv")

pandas 还可以通过该DataFrame.to_stata()方法导出为 Stata 文件格式。

tips.to_stata("tips2.dta")

数据操作#

对列的操作#

generate在 Stata 中,任意数学表达式可以与和 replace命令一起在新列或现有列上使用。该drop命令从数据集中删除该列。

replace total_bill = total_bill - 2
generate new_bill = total_bill / 2
drop new_bill

Seriespandas 通过指定 .pandas文件中的 个体来提供矢量化操作DataFrame。可以用相同的方式分配新列。该DataFrame.drop()方法从 中删除一列DataFrame

In [9]: tips["total_bill"] = tips["total_bill"] - 2

In [10]: tips["new_bill"] = tips["total_bill"] / 2

In [11]: tips
Out[11]: 
     total_bill   tip     sex smoker   day    time  size  new_bill
0         14.99  1.01  Female     No   Sun  Dinner     2     7.495
1          8.34  1.66    Male     No   Sun  Dinner     3     4.170
2         19.01  3.50    Male     No   Sun  Dinner     3     9.505
3         21.68  3.31    Male     No   Sun  Dinner     2    10.840
4         22.59  3.61  Female     No   Sun  Dinner     4    11.295
..          ...   ...     ...    ...   ...     ...   ...       ...
239       27.03  5.92    Male     No   Sat  Dinner     3    13.515
240       25.18  2.00  Female    Yes   Sat  Dinner     2    12.590
241       20.67  2.00    Male    Yes   Sat  Dinner     2    10.335
242       15.82  1.75    Male     No   Sat  Dinner     2     7.910
243       16.78  3.00  Female     No  Thur  Dinner     2     8.390

[244 rows x 8 columns]

In [12]: tips = tips.drop("new_bill", axis=1)

过滤#

Stata 中的过滤是通过if一列或多列的子句完成的。

list if total_bill > 10

DataFrames 可以通过多种方式进行过滤;其中最直观的是使用 布尔索引

In [13]: tips[tips["total_bill"] > 10]
Out[13]: 
     total_bill   tip     sex smoker   day    time  size
0         14.99  1.01  Female     No   Sun  Dinner     2
2         19.01  3.50    Male     No   Sun  Dinner     3
3         21.68  3.31    Male     No   Sun  Dinner     2
4         22.59  3.61  Female     No   Sun  Dinner     4
5         23.29  4.71    Male     No   Sun  Dinner     4
..          ...   ...     ...    ...   ...     ...   ...
239       27.03  5.92    Male     No   Sat  Dinner     3
240       25.18  2.00  Female    Yes   Sat  Dinner     2
241       20.67  2.00    Male    Yes   Sat  Dinner     2
242       15.82  1.75    Male     No   Sat  Dinner     2
243       16.78  3.00  Female     No  Thur  Dinner     2

[204 rows x 7 columns]

上面的语句只是将一个Seriesof True/False对象传递给 DataFrame,返回所有带有True.

In [14]: is_dinner = tips["time"] == "Dinner"

In [15]: is_dinner
Out[15]: 
0      True
1      True
2      True
3      True
4      True
       ... 
239    True
240    True
241    True
242    True
243    True
Name: time, Length: 244, dtype: bool

In [16]: is_dinner.value_counts()
Out[16]: 
time
True     176
False     68
Name: count, dtype: int64

In [17]: tips[is_dinner]
Out[17]: 
     total_bill   tip     sex smoker   day    time  size
0         14.99  1.01  Female     No   Sun  Dinner     2
1          8.34  1.66    Male     No   Sun  Dinner     3
2         19.01  3.50    Male     No   Sun  Dinner     3
3         21.68  3.31    Male     No   Sun  Dinner     2
4         22.59  3.61  Female     No   Sun  Dinner     4
..          ...   ...     ...    ...   ...     ...   ...
239       27.03  5.92    Male     No   Sat  Dinner     3
240       25.18  2.00  Female    Yes   Sat  Dinner     2
241       20.67  2.00    Male    Yes   Sat  Dinner     2
242       15.82  1.75    Male     No   Sat  Dinner     2
243       16.78  3.00  Female     No  Thur  Dinner     2

[176 rows x 7 columns]

如果/那么逻辑#

在 Stata 中,if子句也可用于创建新列。

generate bucket = "low" if total_bill < 10
replace bucket = "high" if total_bill >= 10

wherepandas 中的相同操作可以使用中的方法完成numpy

In [18]: tips["bucket"] = np.where(tips["total_bill"] < 10, "low", "high")

In [19]: tips
Out[19]: 
     total_bill   tip     sex smoker   day    time  size bucket
0         14.99  1.01  Female     No   Sun  Dinner     2   high
1          8.34  1.66    Male     No   Sun  Dinner     3    low
2         19.01  3.50    Male     No   Sun  Dinner     3   high
3         21.68  3.31    Male     No   Sun  Dinner     2   high
4         22.59  3.61  Female     No   Sun  Dinner     4   high
..          ...   ...     ...    ...   ...     ...   ...    ...
239       27.03  5.92    Male     No   Sat  Dinner     3   high
240       25.18  2.00  Female    Yes   Sat  Dinner     2   high
241       20.67  2.00    Male    Yes   Sat  Dinner     2   high
242       15.82  1.75    Male     No   Sat  Dinner     2   high
243       16.78  3.00  Female     No  Thur  Dinner     2   high

[244 rows x 8 columns]

日期功能#

Stata 提供了多种函数来对日期/日期时间列进行操作。

generate date1 = mdy(1, 15, 2013)
generate date2 = date("Feb152015", "MDY")

generate date1_year = year(date1)
generate date2_month = month(date2)

* shift date to beginning of next month
generate date1_next = mdy(month(date1) + 1, 1, year(date1)) if month(date1) != 12
replace date1_next = mdy(1, 1, year(date1) + 1) if month(date1) == 12
generate months_between = mofd(date2) - mofd(date1)

list date1 date2 date1_year date2_month date1_next months_between

等效的 pandas 操作如下所示。除了这些功能之外,pandas 还支持 Stata 中不可用的其他时间序列功能(例如时区处理和自定义偏移量) - 有关更多详细信息,请参阅时间序列文档

In [20]: tips["date1"] = pd.Timestamp("2013-01-15")

In [21]: tips["date2"] = pd.Timestamp("2015-02-15")

In [22]: tips["date1_year"] = tips["date1"].dt.year

In [23]: tips["date2_month"] = tips["date2"].dt.month

In [24]: tips["date1_next"] = tips["date1"] + pd.offsets.MonthBegin()

In [25]: tips["months_between"] = tips["date2"].dt.to_period("M") - tips[
   ....:     "date1"
   ....: ].dt.to_period("M")
   ....: 

In [26]: tips[
   ....:     ["date1", "date2", "date1_year", "date2_month", "date1_next", "months_between"]
   ....: ]
   ....: 
Out[26]: 
         date1      date2  date1_year  date2_month date1_next    months_between
0   2013-01-15 2015-02-15        2013            2 2013-02-01  <25 * MonthEnds>
1   2013-01-15 2015-02-15        2013            2 2013-02-01  <25 * MonthEnds>
2   2013-01-15 2015-02-15        2013            2 2013-02-01  <25 * MonthEnds>
3   2013-01-15 2015-02-15        2013            2 2013-02-01  <25 * MonthEnds>
4   2013-01-15 2015-02-15        2013            2 2013-02-01  <25 * MonthEnds>
..         ...        ...         ...          ...        ...               ...
239 2013-01-15 2015-02-15        2013            2 2013-02-01  <25 * MonthEnds>
240 2013-01-15 2015-02-15        2013            2 2013-02-01  <25 * MonthEnds>
241 2013-01-15 2015-02-15        2013            2 2013-02-01  <25 * MonthEnds>
242 2013-01-15 2015-02-15        2013            2 2013-02-01  <25 * MonthEnds>
243 2013-01-15 2015-02-15        2013            2 2013-02-01  <25 * MonthEnds>

[244 rows x 6 columns]

列的选择#

Stata 提供关键字来选择、删除和重命名列。

keep sex total_bill tip

drop sex

rename total_bill total_bill_2

下面的 pandas 表达了相同的操作。

保留某些列#

In [27]: tips[["sex", "total_bill", "tip"]]
Out[27]: 
        sex  total_bill   tip
0    Female       14.99  1.01
1      Male        8.34  1.66
2      Male       19.01  3.50
3      Male       21.68  3.31
4    Female       22.59  3.61
..      ...         ...   ...
239    Male       27.03  5.92
240  Female       25.18  2.00
241    Male       20.67  2.00
242    Male       15.82  1.75
243  Female       16.78  3.00

[244 rows x 3 columns]

删除一列#

In [28]: tips.drop("sex", axis=1)
Out[28]: 
     total_bill   tip smoker   day    time  size
0         14.99  1.01     No   Sun  Dinner     2
1          8.34  1.66     No   Sun  Dinner     3
2         19.01  3.50     No   Sun  Dinner     3
3         21.68  3.31     No   Sun  Dinner     2
4         22.59  3.61     No   Sun  Dinner     4
..          ...   ...    ...   ...     ...   ...
239       27.03  5.92     No   Sat  Dinner     3
240       25.18  2.00    Yes   Sat  Dinner     2
241       20.67  2.00    Yes   Sat  Dinner     2
242       15.82  1.75     No   Sat  Dinner     2
243       16.78  3.00     No  Thur  Dinner     2

[244 rows x 6 columns]

重命名列#

In [29]: tips.rename(columns={"total_bill": "total_bill_2"})
Out[29]: 
     total_bill_2   tip     sex smoker   day    time  size
0           14.99  1.01  Female     No   Sun  Dinner     2
1            8.34  1.66    Male     No   Sun  Dinner     3
2           19.01  3.50    Male     No   Sun  Dinner     3
3           21.68  3.31    Male     No   Sun  Dinner     2
4           22.59  3.61  Female     No   Sun  Dinner     4
..            ...   ...     ...    ...   ...     ...   ...
239         27.03  5.92    Male     No   Sat  Dinner     3
240         25.18  2.00  Female    Yes   Sat  Dinner     2
241         20.67  2.00    Male    Yes   Sat  Dinner     2
242         15.82  1.75    Male     No   Sat  Dinner     2
243         16.78  3.00  Female     No  Thur  Dinner     2

[244 rows x 7 columns]

按值排序#

Stata 中的排序是通过以下方式完成的sort

sort sex total_bill

pandas 有一个DataFrame.sort_values()方法,它需要一个列列表来排序。

In [30]: tips = tips.sort_values(["sex", "total_bill"])

In [31]: tips
Out[31]: 
     total_bill    tip     sex smoker   day    time  size
67         1.07   1.00  Female    Yes   Sat  Dinner     1
92         3.75   1.00  Female    Yes   Fri  Dinner     2
111        5.25   1.00  Female     No   Sat  Dinner     1
145        6.35   1.50  Female     No  Thur   Lunch     2
135        6.51   1.25  Female     No  Thur   Lunch     2
..          ...    ...     ...    ...   ...     ...   ...
182       43.35   3.50    Male    Yes   Sun  Dinner     3
156       46.17   5.00    Male     No   Sun  Dinner     6
59        46.27   6.73    Male     No   Sat  Dinner     4
212       46.33   9.00    Male     No   Sat  Dinner     4
170       48.81  10.00    Male    Yes   Sat  Dinner     3

[244 rows x 7 columns]

字符串处理#

求字符串的长度#

Stata分别使用 ASCII 和 Unicode 字符串的strlen()和 函数确定字符串的长度。ustrlen()

generate strlen_time = strlen(time)
generate ustrlen_time = ustrlen(time)

您可以使用 求出字符串的长度Series.str.len()。在Python 3中,所有字符串都是Unicode字符串。len包括尾随空格。使用lenrstrip排除尾随空格。

In [32]: tips["time"].str.len()
Out[32]: 
67     6
92     6
111    6
145    5
135    5
      ..
182    6
156    6
59     6
212    6
170    6
Name: time, Length: 244, dtype: int64

In [33]: tips["time"].str.rstrip().str.len()
Out[33]: 
67     6
92     6
111    6
145    5
135    5
      ..
182    6
156    6
59     6
212    6
170    6
Name: time, Length: 244, dtype: int64

查找子串的位置#

Stata 使用该函数确定字符在字符串中的位置strpos()。这采用第一个参数定义的字符串,并搜索您作为第二个参数提供的子字符串的第一个位置。

generate str_position = strpos(sex, "ale")

您可以使用该方法查找字符串列中字符的位置Series.str.find()find搜索子字符串的第一个位置。如果找到子字符串,该方法将返回其位置。如果没有找到,则返回-1。请记住,Python 索引是从零开始的。

In [34]: tips["sex"].str.find("ale")
Out[34]: 
67     3
92     3
111    3
145    3
135    3
      ..
182    1
156    1
59     1
212    1
170    1
Name: sex, Length: 244, dtype: int64

按位置提取子字符串#

Stata 根据substr()函数在字符串中的位置从字符串中提取子字符串。

generate short_sex = substr(sex, 1, 1)

使用 pandas,您可以使用[]符号按位置位置从字符串中提取子字符串。请记住,Python 索引是从零开始的。

In [35]: tips["sex"].str[0:1]
Out[35]: 
67     F
92     F
111    F
145    F
135    F
      ..
182    M
156    M
59     M
212    M
170    M
Name: sex, Length: 244, dtype: object

提取第n个单词#

Stataword()函数返回字符串中的第 n 个单词。第一个参数是您要解析的字符串,第二个参数指定您要提取的单词。

clear
input str20 string
"John Smith"
"Jane Cook"
end

generate first_name = word(name, 1)
generate last_name = word(name, -1)

在 pandas 中提取单词的最简单方法是用空格分割字符串,然后通过索引引用单词。请注意,如果您需要的话,还有更强大的方法。

In [36]: firstlast = pd.DataFrame({"String": ["John Smith", "Jane Cook"]})

In [37]: firstlast["First_Name"] = firstlast["String"].str.split(" ", expand=True)[0]

In [38]: firstlast["Last_Name"] = firstlast["String"].str.rsplit(" ", expand=True)[1]

In [39]: firstlast
Out[39]: 
       String First_Name Last_Name
0  John Smith       John     Smith
1   Jane Cook       Jane      Cook

更改大小写#

Stata strupper()strlower()strproper()ustrupper()ustrlower()ustrtitle()函数分别更改 ASCII 和 Unicode 字符串的大小写。

clear
input str20 string
"John Smith"
"Jane Cook"
end

generate upper = strupper(string)
generate lower = strlower(string)
generate title = strproper(string)
list

等效的 pandas 方法是Series.str.upper()Series.str.lower()Series.str.title()

In [40]: firstlast = pd.DataFrame({"string": ["John Smith", "Jane Cook"]})

In [41]: firstlast["upper"] = firstlast["string"].str.upper()

In [42]: firstlast["lower"] = firstlast["string"].str.lower()

In [43]: firstlast["title"] = firstlast["string"].str.title()

In [44]: firstlast
Out[44]: 
       string       upper       lower       title
0  John Smith  JOHN SMITH  john smith  John Smith
1   Jane Cook   JANE COOK   jane cook   Jane Cook

合并#

合并示例中将使用下表:

In [45]: df1 = pd.DataFrame({"key": ["A", "B", "C", "D"], "value": np.random.randn(4)})

In [46]: df1
Out[46]: 
  key     value
0   A  0.469112
1   B -0.282863
2   C -1.509059
3   D -1.135632

In [47]: df2 = pd.DataFrame({"key": ["B", "D", "D", "E"], "value": np.random.randn(4)})

In [48]: df2
Out[48]: 
  key     value
0   B  1.212112
1   D -0.173215
2   D  0.119209
3   E -1.044236

在 Stata 中,要执行合并,一个数据集必须位于内存中,而另一个数据集必须作为磁盘上的文件名引用。相比之下,Python 必须已将两者都存储DataFrames在内存中。

默认情况下,Stata 执行外连接,其中两个数据集的所有观测值在合并后都保留在内存中。通过使用变量中创建的值,可以仅保留初始数据集、合并数据集或两者交集的观测值 _merge

* First create df2 and save to disk
clear
input str1 key
B
D
D
E
end
generate value = rnormal()
save df2.dta

* Now create df1 in memory
clear
input str1 key
A
B
C
D
end
generate value = rnormal()

preserve

* Left join
merge 1:n key using df2.dta
keep if _merge == 1

* Right join
restore, preserve
merge 1:n key using df2.dta
keep if _merge == 2

* Inner join
restore, preserve
merge 1:n key using df2.dta
keep if _merge == 3

* Outer join
restore
merge 1:n key using df2.dta

pandas DataFrames 有一个merge()方法,提供类似的功能。数据不必提前排序,不同的连接类型通过关键字完成 how

In [49]: inner_join = df1.merge(df2, on=["key"], how="inner")

In [50]: inner_join
Out[50]: 
  key   value_x   value_y
0   B -0.282863  1.212112
1   D -1.135632 -0.173215
2   D -1.135632  0.119209

In [51]: left_join = df1.merge(df2, on=["key"], how="left")

In [52]: left_join
Out[52]: 
  key   value_x   value_y
0   A  0.469112       NaN
1   B -0.282863  1.212112
2   C -1.509059       NaN
3   D -1.135632 -0.173215
4   D -1.135632  0.119209

In [53]: right_join = df1.merge(df2, on=["key"], how="right")

In [54]: right_join
Out[54]: 
  key   value_x   value_y
0   B -0.282863  1.212112
1   D -1.135632 -0.173215
2   D -1.135632  0.119209
3   E       NaN -1.044236

In [55]: outer_join = df1.merge(df2, on=["key"], how="outer")

In [56]: outer_join
Out[56]: 
  key   value_x   value_y
0   A  0.469112       NaN
1   B -0.282863  1.212112
2   C -1.509059       NaN
3   D -1.135632 -0.173215
4   D -1.135632  0.119209
5   E       NaN -1.044236

缺失数据

pandas 和 Stata 都有缺失数据的表示。

pandas 表示具有特殊浮点值NaN(不是数字)的缺失数据。许多语义是相同的;例如,缺失的数据通过数字运算传播,并且默认情况下会被忽略以进行聚合。

In [57]: outer_join
Out[57]: 
  key   value_x   value_y
0   A  0.469112       NaN
1   B -0.282863  1.212112
2   C -1.509059       NaN
3   D -1.135632 -0.173215
4   D -1.135632  0.119209
5   E       NaN -1.044236

In [58]: outer_join["value_x"] + outer_join["value_y"]
Out[58]: 
0         NaN
1    0.929249
2         NaN
3   -1.308847
4   -1.016424
5         NaN
dtype: float64

In [59]: outer_join["value_x"].sum()
Out[59]: -3.5940742896293765

一个区别是缺失数据无法与其哨兵值进行比较。例如,在 Stata 中,您可以执行此操作来过滤缺失值。

* Keep missing values
list if value_x == .
* Keep non-missing values
list if value_x != .

在 pandas 中,Series.isna()andSeries.notna()可用于过滤行。

In [60]: outer_join[outer_join["value_x"].isna()]
Out[60]: 
  key  value_x   value_y
5   E      NaN -1.044236

In [61]: outer_join[outer_join["value_x"].notna()]
Out[61]: 
  key   value_x   value_y
0   A  0.469112       NaN
1   B -0.282863  1.212112
2   C -1.509059       NaN
3   D -1.135632 -0.173215
4   D -1.135632  0.119209

pandas 提供了多种处理缺失数据的方法。这里有些例子:

删除缺失值的行#

In [62]: outer_join.dropna()
Out[62]: 
  key   value_x   value_y
1   B -0.282863  1.212112
3   D -1.135632 -0.173215
4   D -1.135632  0.119209

从前几行向前填充#

In [63]: outer_join.ffill()
Out[63]: 
  key   value_x   value_y
0   A  0.469112       NaN
1   B -0.282863  1.212112
2   C -1.509059  1.212112
3   D -1.135632 -0.173215
4   D -1.135632  0.119209
5   E -1.135632 -1.044236

用指定值替换缺失值#

使用均值:

In [64]: outer_join["value_x"].fillna(outer_join["value_x"].mean())
Out[64]: 
0    0.469112
1   -0.282863
2   -1.509059
3   -1.135632
4   -1.135632
5   -0.718815
Name: value_x, dtype: float64

通过...分组

聚合#

Statacollapse可用于按一个或多个关键变量进行分组并计算数字列上的聚合。

collapse (sum) total_bill tip, by(sex smoker)

pandas 提供了一种groupby允许类似聚合的灵活机制。有关更多详细信息和示例,请参阅 groupby 文档。

In [65]: tips_summed = tips.groupby(["sex", "smoker"])[["total_bill", "tip"]].sum()

In [66]: tips_summed
Out[66]: 
               total_bill     tip
sex    smoker                    
Female No          869.68  149.77
       Yes         527.27   96.74
Male   No         1725.75  302.00
       Yes        1217.07  183.07

转型

在 Stata 中,如果需要将组聚合与原始数据集一起使用,通常会使用bysortwith egen()。例如,减go吸烟者组每次观察的平均值。

bysort sex smoker: egen group_bill = mean(total_bill)
generate adj_total_bill = total_bill - group_bill

pandas 提供了一种转换机制,允许这些类型的操作在一个操作中简洁地表达。

In [67]: gb = tips.groupby("smoker")["total_bill"]

In [68]: tips["adj_total_bill"] = tips["total_bill"] - gb.transform("mean")

In [69]: tips
Out[69]: 
     total_bill    tip     sex smoker   day    time  size  adj_total_bill
67         1.07   1.00  Female    Yes   Sat  Dinner     1      -17.686344
92         3.75   1.00  Female    Yes   Fri  Dinner     2      -15.006344
111        5.25   1.00  Female     No   Sat  Dinner     1      -11.938278
145        6.35   1.50  Female     No  Thur   Lunch     2      -10.838278
135        6.51   1.25  Female     No  Thur   Lunch     2      -10.678278
..          ...    ...     ...    ...   ...     ...   ...             ...
182       43.35   3.50    Male    Yes   Sun  Dinner     3       24.593656
156       46.17   5.00    Male     No   Sun  Dinner     6       28.981722
59        46.27   6.73    Male     No   Sat  Dinner     4       29.081722
212       46.33   9.00    Male     No   Sat  Dinner     4       29.141722
170       48.81  10.00    Male    Yes   Sat  Dinner     3       30.053656

[244 rows x 8 columns]

按组处理#

除了聚合之外,pandasgroupby还可用于复制bysortStata 的大多数其他处理。例如,以下示例按性别/吸烟者组列出了当前排序顺序中的第一个观察值。

bysort sex smoker: list if _n == 1

在 pandas 中,这将写为:

In [70]: tips.groupby(["sex", "smoker"]).first()
Out[70]: 
               total_bill   tip   day    time  size  adj_total_bill
sex    smoker                                                      
Female No            5.25  1.00   Sat  Dinner     1      -11.938278
       Yes           1.07  1.00   Sat  Dinner     1      -17.686344
Male   No            5.51  2.00  Thur   Lunch     2      -11.678278
       Yes           5.25  5.15   Sun  Dinner     2      -13.506344

其他注意事项#

磁盘与内存#

pandas 和 Stata 都专门在内存中运行。这意味着 pandas 中能够加载的数据大小受到机器内存的限制。如果需要核心处理,一种可能是 dask.dataframe 库,它为磁盘上的 pandas 功能提供了一个子集DataFrame