更改熊猫中的列类型1.to_numeric() 2.astype() 3.infer_objects() 4.convert_dtypes()

2022-09-05 00:57:41

我想将一个表(表示为列表列表)转换为熊猫数据帧。举一个非常简化的例子:

a = [['a', '1.2', '4.2'], ['b', '70', '0.03'], ['x', '5', '0']]
df = pd.DataFrame(a)

将列转换为适当类型(在本例中为列 2 和列 3)转换为浮点数的最佳方法是什么?有没有办法在转换为数据帧时指定类型?还是最好先创建 DataFrame,然后遍历列以更改每列的类型?理想情况下,我希望以动态方式执行此操作,因为可能有数百列,并且我不想确切地指定哪些列属于哪种类型。我所能保证的是,每列都包含相同类型的值。


答案 1

在 pandas 中转换类型有四个主要选项:

  1. to_numeric() - 提供将非数值类型(例如字符串)安全地转换为合适数值类型的功能。(另请参见 to_datetime()to_timedelta())。

  2. astype() - 将(几乎)任何类型转换为(几乎)任何其他类型(即使这样做不一定明智)。还允许您转换为分类类型(非常有用)。

  3. infer_objects() - 一种实用程序方法,用于在可能的情况下将保存Python对象的对象列转换为pandas类型。

  4. convert_dtypes() - 将数据帧列转换为支持的“最佳”dtype(pandas的对象以指示缺失值)。pd.NA

请继续阅读,了解这些方法的更详细说明和用法。


1.to_numeric()

将数据帧的一列或多列转换为数值的最佳方法是使用 pandas.to_numeric()。

此函数将尝试根据需要将非数字对象(如字符串)更改为整数或浮点数。

基本用法

to_numeric() 的输入是数据帧的序列或单列。

>>> s = pd.Series(["8", 6, "7.5", 3, "0.9"]) # mixed string and numeric values
>>> s
0      8
1      6
2    7.5
3      3
4    0.9
dtype: object

>>> pd.to_numeric(s) # convert everything to float values
0    8.0
1    6.0
2    7.5
3    3.0
4    0.9
dtype: float64

如您所见,将返回一个新的系列。请记住将此输出分配给变量或列名以继续使用它:

# convert Series
my_series = pd.to_numeric(my_series)

# convert column "a" of a DataFrame
df["a"] = pd.to_numeric(df["a"])

您还可以使用它通过 apply() 方法转换 DataFrame 的多个列:

# convert all columns of DataFrame
df = df.apply(pd.to_numeric) # convert all columns of DataFrame

# convert just columns "a" and "b"
df[["a", "b"]] = df[["a", "b"]].apply(pd.to_numeric)

只要您的值都可以转换,这可能就是您所需要的。

错误处理

但是,如果某些值无法转换为数值类型,该怎么办?

to_numeric() 还采用关键字参数,允许您强制非数值为 ,或者干脆忽略包含这些值的列。errorsNaN

下面是使用具有对象 dtype 的一系列字符串的示例:s

>>> s = pd.Series(['1', '2', '4.7', 'pandas', '10'])
>>> s
0         1
1         2
2       4.7
3    pandas
4        10
dtype: object

默认行为是在无法转换值时提高。在这种情况下,它无法应对字符串“pandas”:

>>> pd.to_numeric(s) # or pd.to_numeric(s, errors='raise')
ValueError: Unable to parse string

与其失败,我们可能希望“pandas”被视为缺失/错误的数值。我们可以使用关键字参数按如下方式强制无效值:NaNerrors

>>> pd.to_numeric(s, errors='coerce')
0     1.0
1     2.0
2     4.7
3     NaN
4    10.0
dtype: float64

的第三个选项是在遇到无效值时忽略该操作:errors

>>> pd.to_numeric(s, errors='ignore')
# the original Series is returned untouched

最后一个选项对于转换整个 DataFrame 特别有用,但不知道我们的哪些列可以可靠地转换为数值类型。在这种情况下,只需编写:

df.apply(pd.to_numeric, errors='ignore')

该函数将应用于数据帧的每一列。可以转换为数值类型的列将被转换,而不能转换为数值类型的列(例如,它们包含非数字字符串或日期)将被单独保留。

下铸

默认情况下,使用 to_numeric() 进行转换将为您提供 an 或 dtype(或平台固有的任何整数宽度)。int64float64

这通常是你想要的,但是如果你想节省一些内存并使用更紧凑的dtype,比如,或者?float32int8

to_numeric() 允许您选择向下转换为 、 、 、 .下面是一系列简单整数类型的示例:'integer''signed''unsigned''float's

>>> s = pd.Series([1, 2, -7])
>>> s
0    1
1    2
2   -7
dtype: int64

下放到使用可以保存值的最小可能整数:'integer'

>>> pd.to_numeric(s, downcast='integer')
0    1
1    2
2   -7
dtype: int8

向下倾斜以类似方式选择比普通浮动类型更小的类型:'float'

>>> pd.to_numeric(s, downcast='float')
0    1.0
1    2.0
2   -7.0
dtype: float32

2.astype()

astype() 方法使您能够显式说明希望数据帧或序列具有的 d 类型。它非常通用,因为您可以尝试从一种类型转到任何其他类型。

基本用法

只需选择一个类型:您可以使用NumPy dtype(例如),一些Python类型(例如bool)或pandas特定的类型(例如分类dtype)。np.int16

在要转换的对象上调用方法,astype() 将尝试为您转换它:

# convert all DataFrame columns to the int64 dtype
df = df.astype(int)

# convert column "a" to int64 dtype and "b" to complex type
df = df.astype({"a": int, "b": complex})

# convert Series to float16 type
s = s.astype(np.float16)

# convert Series to Python strings
s = s.astype(str)

# convert Series to categorical type - see docs for more details
s = s.astype('category')

请注意,我说的是“try” - 如果astype()不知道如何转换序列或数据帧中的值,它将引发错误。例如,如果您有 一个 或 值,则在尝试将其转换为整数时将收到错误。NaNinf

从 pandas 0.20.0 开始,可以通过传递 来抑制此错误。您的原始对象将原封不动地返回。errors='ignore'

小心

astype() 功能强大,但它有时会“错误地”转换值。例如:

>>> s = pd.Series([1, 2, -7])
>>> s
0    1
1    2
2   -7
dtype: int64

这些是小整数,那么如何转换为无符号8位类型以节省内存?

>>> s.astype(np.uint8)
0      1
1      2
2    249
dtype: uint8

转换有效,但-7被包裹成249(即28 - 7)!

尝试使用 downcast 更有助于防止此错误。pd.to_numeric(s, downcast='unsigned')


3.infer_objects()

pandas 的 0.21.0 版引入了方法 infer_objects() 将具有对象数据类型的数据帧列转换为更具体的类型(软转换)。

例如,下面是一个包含两列对象类型的 DataFrame。一个保存实际整数,另一个保存表示整数的字符串:

>>> df = pd.DataFrame({'a': [7, 1, 5], 'b': ['3','2','1']}, dtype='object')
>>> df.dtypes
a    object
b    object
dtype: object

使用 infer_objects(),可以将列'a'的类型更改为int64:

>>> df = df.infer_objects()
>>> df.dtypes
a     int64
b    object
dtype: object

列“b”一直被单独保留,因为它的值是字符串,而不是整数。如果要将两列都强制为整数类型,则可以改用。df.astype(int)


4.convert_dtypes()

版本 1.0 及更高版本包含一个方法 convert_dtypes() 将序列列和 DataFrame 列转换为支持缺失值的最佳 dtype。pd.NA

此处的“最佳可能”表示最适合保存值的类型。例如,这是一个熊猫整数类型,如果所有值都是整数(或缺失值):将Python整数对象的对象列转换为,一列NumPy值,将成为pandas dtype。Int64int32Int32

使用我们的 数据帧 ,我们得到以下结果:objectdf

>>> df.convert_dtypes().dtypes                                             
a     Int64
b    string
dtype: object

由于列'a'保存整数值,因此它被转换为类型(能够保存缺失值,与)。Int64int64

列“b”包含字符串对象,因此更改为 pandas 的 dtype。string

默认情况下,此方法将从每列中的对象值推断类型。我们可以通过传递来改变这一点:infer_objects=False

>>> df.convert_dtypes(infer_objects=False).dtypes                          
a    object
b    string
dtype: object

现在,列“a”仍然是一个对象列:pandas知道它可以被描述为一个“整数”列(在内部它运行infer_dtype),但没有准确推断它应该具有哪种dtype的整数,所以没有转换它。列“b”再次转换为“字符串”dtype,因为它被识别为包含“字符串”值。


答案 2

怎么样?

a = [['a', '1.2', '4.2'], ['b', '70', '0.03'], ['x', '5', '0']]
df = pd.DataFrame(a, columns=['one', 'two', 'three'])
df
Out[16]: 
  one  two three
0   a  1.2   4.2
1   b   70  0.03
2   x    5     0

df.dtypes
Out[17]: 
one      object
two      object
three    object

df[['two', 'three']] = df[['two', 'three']].astype(float)

df.dtypes
Out[19]: 
one       object
two      float64
three    float64