这篇教程浅谈Pandas dataframe数据处理方法的速度比较写得很实用,希望能帮到您。 数据修改主要以增删改差为主,这里比较几种写法在数据处理时间上的巨大差别。 数据量大概是500万行级别的数据,文件大小为100M。 1.ilociloc是一种速度极其慢的写法。这里我们对每个csv文件中的每一行循环再用iloc处理,示例代码如下: for index in range(len(df)): df.iloc['attr'][index] = xxx 使用这种方法对五百万行的数据进行处理大概需要5个小时,实在是很慢。 2.atat相比于iloc有了很大的性能提升,也是for循环处理,示例代码如下: for i in range(len(df)): if df.at[i,'attr'] > 0: sum_positive += df.at[i,'attr'] else: sum_negetive += df.at[i,'sttr'] 在我的程序里at和iloc是可以通用的,用at,程序的速度会有大幅提高,大概10分钟,但是还不够。 3.apply(lambda x:...)想说apply是因为我觉得for循环速度太慢,想在循环上对程序进行优化。然后网上有人说apply可以大幅度提升速度,然而经过测试发现在我的程序里,使用apply和for差不多吧,性能也一般。 4.直接用series处理这才是真正优化for循环的方法,以上面at的程序为例,可以改写为: sum_positive += df['attr'][df.attr > 0].sum()sum_negative += df['attr'][df.attr < 0].sum() 将程序都改为series处理,快了很多,最后500万行的数据大概需要37秒能跑完,基本符合预期。 这里提两句关于dataframe属性筛选,也就是上面df.attr > 0这一部分。首先pandas这个属性筛选实在是很强大,很方便。 其次是我们属性筛选的时候不要去修改属性,而是修改后面的数字,比如,我们不要这样写: float(df.attr )> 0,而是这样写: df.attr > str(0),因为df.attr作为属性是不能随便动的。 补充:pandas中DataFrame单个数据提取效率与修改效率 目标使用pandas处理金融数据及建模中经常需要按时间序列顺序循DataFrame数据,读取具体位置的数据判断或修改。经验上这种操作要比直接对二维列表或者np.array格式数据慢的多,原因可能在于index及columns层次的查找(两个字典,都不是连续数组,每次查找定位都需要时间)和DataFrame中数据的内存布局,有机会以后再深入研究。 这里做一组数值实验对比几种方法的效率。 生成数据先生成一个二维数组随机数作为DataFrame数据,不失一般性,并把列名、行名设为标记顺序的字符串。 import numpy as npimport pandas as pdfrom copy import deepcopyfrom time import timenp.random.seed(20000)I = 900df = pd.DataFrame(np.random.standard_normal((I, I)), columns=['c'+str(_) for _ in range(I)], index=['i'+str(_) for _ in range(I)]) 然后从限定范围内随机生成取值位置,为了方便对比,把随机坐标与字符串名对应起来 columns_num = np.floor(np.random.uniform(0, 1, I) * I).astype(int)index_num = np.floor(np.random.uniform(0, 1, I) * I).astype(int)columns_str = ['c'+str(_) for _ in columns_num]index_str = ['i'+str(_) for _ in index_num] 读取测试首先传统方法,直接取columns及index中名称定位 t0 = time()for m in columns_str: for n in index_str: c = df[m][n]print(time()-t0)6.789840459823608 先columns列名后在values中取行坐标,速度快了一些 t0 = time()for m in columns_str: for n in index_num: c = df[m].values[n]print(time()-t0)1.9697318077087402 loc方法,速度和直接取columns及index中名称定位差不多 t0 = time()for m in columns_str: for n in index_str: c = df.loc[n, m]print(time()-t0)5.661889314651489 at方法,比loc快一点,毕竟loc可以切片的 t0 = time()for m in columns_str: for n in index_str: c = df.at[m, n]print(time()-t0)3.3770089149475098 假设知道具体横纵坐标后,我们再比较: 还是从取values开始,也很慢,看来每次从df中取values很耗时 t0 = time()for m in columns_num: for n in index_num: c = df.values[n][m]print(time()-t0)6.041872024536133 iloc试一下,没什么区别 t0 = time()for m in columns_num: for n in index_num: c = df.iloc[n, m]print(time()-t0)6.103677034378052 iat做对比,提升不大,有点失望 t0 = time()for m in columns_num: for n in index_num: c = df.iat[n, m]print(time()-t0)4.375299692153931 最后最高效的方法,还是先取二维数组来再定位 t0 = time()b = df.valuesfor m in columns_num: for n in index_num: c = b[n][m]print(time()-t0)0.6402544975280762 修改测试重复刚才的过程,把对应值改为0作为简单测试方式,别忘了原始数据要备份 取columns及index中名称定位 df_backup = deepcopy(df)t0 = time()for m in columns_str: for n in index_str: df_backup[m][n] = 0.0print(time()-t0)41.99269938468933 先columns列名后在values中取行坐标 df_backup = deepcopy(df)t0 = time()for m in columns_str: for n in index_num: df_backup[m].values[n] = 0.0print(time()-t0)2.215076208114624 loc方法 df_backup = deepcopy(df)t0 = time()for m in columns_str: for n in index_str: df_backup.loc[n, m] = 0.0print(time()-t0)134.39290761947632 at方法,在修改数值上竟然比loc快这么多 df_backup = deepcopy(df)t0 = time()for m in columns_str: for n in index_str: df_backup.at[n, m] = 0.0print(time()-t0)4.7453413009643555 在values上改,也是不错的,和读取相近,看来还都是在每次提取values上耗时 df_backup = deepcopy(df)t0 = time()for m in columns_num: for n in index_num: df.values[n][m] = 0.0print(time()-t0)6.346027612686157 iloc方法 df_backup = deepcopy(df)t0 = time()for m in columns_num: for n in index_num: df.iloc[n, m] = 0.0print(time()-t0)122.33384037017822 iat方法 df_backup = deepcopy(df)t0 = time()for m in columns_num: for n in index_num: df.iat[n, m] = 0.0print(time()-t0)5.381632328033447 取二维数组来再定位 df_backup = deepcopy(df)t0 = time()b = df.valuesfor m in columns_num: for n in index_num: c = b[n][m]print(time()-t0)0.4298992156982422 总结效率上肯定是直接取数值最优的,这次系统性比较做个记录。代码写的有点啰嗦了,不过方便复制实验。在建模级别的代码上我还是习惯于用第2种方法,主要是鉴于代码可读性、维护和修改上。代码会在key上告诉我这里是什么,直观易读。 以前也曾为了提高代码运行效率写过先提取二维数组的,但columns多了就很费劲,重读还需要转译一遍。当然也可以把数据写成类,但是感觉和pandas不好融合,从建模和研究效率上没有太好的解决方案。之后会找时间再研究DataFrame内部机制。 以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持51zixue.net。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教。 PyQt5实现QLineEdit正则表达式输入验证器 python共轭梯度法特征值迭代次数讨论 |