Python資料處理pandas中使用CSV作為IO工具的讀寫操作

王林
發布: 2023-05-08 16:10:18
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    前言

    #pandasIO API是一組頂層的reader 函數,例如pandas.read_csv(),會傳回一個pandas 物件。

    而對應的 writer 函數是物件方法,如 DataFrame.to_csv()

    注意:後面會用到StringIO,請確保導入

    # python3
    from io import StringIO
    # python2
    from StringIO import StringIO
    登入後複製

    1 CSV 和文字檔

    讀取文字檔的主要函數是read_csv()

    1 參數解析

    read_csv() 接受以下常用參數:

    1.1 基礎

    filepath_or_buffer: 變數

    • 可以是檔案路徑、檔案URL 或任何有read() 函數的物件

    sep: str,預設,,對於read_table \t

    • 檔案分隔符,如果設定為None,則C 引擎無法自動偵測分隔符,而 Python 引擎可以透過內建的嗅探器工具自動偵測分隔符號。

    • 此外,如果設定的字元長度大於1,且不是'\s ',那麼該字串會被解析為正規則表達式,且強制使用Python 解析引擎。

    • 例如 '\\r\\t',但是正規表示式容易忽略文字中的引用資料。

    delimiter: str, 預設為None

    • ##sep 的替代參數,函數一致

    • ##1.2 欄位、索引、名稱
    header

    : intlist, 預設為'infer'

      #用作列名的行號,預設行為是對列名進行推論:
      • 如果未指定
      • names

        參數其行為類似於header=0,即從讀取的第一行開始推斷。

      • 如果設定了
      • names

        ,則行為與 header=None 相同。

      也可以為
    • header

      設定列表,表示多層列名。如[0,1,3],未指定的行(這裡是2)將會被跳過,如果skip_blank_lines=True,則會跳過空行和註解的行。因此header=0 並不是代表檔案的第一行

    names

    : array-like, 預設為None

      需要設定的列名列表,如果檔案中不包含標題行,則應明確傳遞
    • header=None

      ,且此清單中不允許有重複值。

    index_col

    : int, str, sequence of int/str, False, 預設為None

      用作
    • DataFrame

      的索引的列,可以字串名稱或列索引的形式給出。如果指定了列表,則使用MultiIndex

    • #注意:
    • index_col=False

      可用來強制pandas# 不要將第一列用作索引。例如,當您的檔案是每行末尾都帶有一個分隔符號的錯誤檔案時。

    usecols

    : 列表或函數, 預設為None

      只讀取指定的列。如果是列表,則所有元素都必須是位置(即文件列中的整數索引)或字串,這些字串必須與
    • names

      參數提供的或從文件標題行推斷出的列名相對應。

    • 列表中的順序會被忽略,即
    • usecols=[0, 1]

      等價於[1, 0]

    • 如果是可呼叫函數,將會根據列名計算,傳回可呼叫函數計算為
    • True

      的名稱

      In [1]: import pandas as pd
      In [2]: from io import StringIO
      In [3]: data = "col1,col2,col3\na,b,1\na,b,2\nc,d,3"
      In [4]: pd.read_csv(StringIO(data))
      Out[4]: 
        col1 col2  col3
      0    a    b     1
      1    a    b     2
      2    c    d     3
      In [5]: pd.read_csv(StringIO(data), usecols=lambda x: x.upper() in ["COL1", "COL3"])
      Out[5]: 
        col1  col3
      0    a     1
      1    a     2
      2    c     3
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    • 使用此參數可以大幅加快解析時間並降低記憶體使用

    squeeze

    : boolean, 預設為False

    • ##如果解析的資料只包含一列,那麼傳回一個Series

    • #prefix
    :

    str, 預設為None

    當沒有標題時,加入到自動產生的列號的前綴,例如###'X'### 表示# ##X0###, ###X1###...###############mangle_dupe_cols###: ###boolean###, 預設為### True######
    • 重复的列将被指定为 'X','X.1''X.N',而不是 'X'... 。如果在列中有重复的名称,传递 False 将导致数据被覆盖

    1.3 常规解析配置

    dtype: 类型名或类型字典(column -> type), 默认为 None

    • 数据或列的数据类型。例如。 {'a':np.float64,'b':np.int32}

    engine: {'c', 'python'}

    • 要使用的解析器引擎。C 引擎更快,而 Python 引擎目前功能更完整

    converters: dict, 默认为 None

    • 用于在某些列中对值进行转换的函数字典。键可以是整数,也可以是列名

    true_values: list, 默认为 None

    • 数据值解析为 True

    false_values: list, 默认为 None

    • 数据值解析为 False

    skipinitialspace: boolean, 默认为 False

    • 跳过分隔符之后的空格

    skiprows: 整数或整数列表, 默认为 None

    • 在文件开头要跳过的行号(索引为 0)或要跳过的行数

    • 如果可调用函数,则对索引应用函数,如果返回 True,则应跳过该行,否则返回 False

    In [6]: data = "col1,col2,col3\na,b,1\na,b,2\nc,d,3"
    In [7]: pd.read_csv(StringIO(data))
    Out[7]: 
      col1 col2  col3
    0    a    b     1
    1    a    b     2
    2    c    d     3
    In [8]: pd.read_csv(StringIO(data), skiprows=lambda x: x % 2 != 0)
    Out[8]: 
      col1 col2  col3
    0    a    b     2
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    skipfooter: int, 默认为 0

    • 需要跳过文件末尾的行数(不支持 C 引擎)

    nrows: int, 默认为 None

    • 要读取的文件行数,对于读取大文件很有用

    memory_map: boolean, 默认为 False

    • 如果为 filepath_or_buffer 参数指定了文件路径,则将文件对象直接映射到内存中,然后直接从那里访问数据。使用此选项可以提高性能,因为不再有任何 I/O 开销

    1.4 NA 和缺失数据处理

    na_values: scalar, str, list-like, dict, 默认为 None

    • 需要转换为 NA 值的字符串

    keep_default_na: boolean, 默认为 True

    • 解析数据时是否包含默认的 NaN 值。根据是否传入 na_values,其行为如下

    • keep_default_na=True, 且指定了 na_values, na_values 将会与默认的 NaN 一起被解析

    • keep_default_na=True, 且未指定 na_values, 只解析默认的 NaN

    • keep_default_na=False, 且指定了 na_values, 只解析 na_values 指定的 NaN

    • keep_default_na=False, 且未指定 na_values, 字符串不会被解析为 NaN

    注意:如果 na_filter=False,那么 keep_default_nana_values 参数将被忽略

    na_filter: boolean, 默认为 True

    • 检测缺失值标记(空字符串和 na_values 的值)。在没有任何 NA 的数据中,设置 na_filter=False 可以提高读取大文件的性能

    skip_blank_lines: boolean, 默认为 True

    • 如果为 True,则跳过空行,而不是解释为 NaN

    1.5 日期时间处理

    parse_dates: 布尔值、列表或嵌套列表、字典, 默认为 False.

    • 如果为 True -> 尝试解析索引

    • 如果为 [1, 2, 3] -> 尝试将 1, 2, 3 列解析为分隔的日期

    • 如果为 [[1, 3]] -> 将 1, 3 列解析为单个日期列

    • 如果为 {'foo': [1, 3]} -> 将 1, 3 列作为日期并设置列名为 foo

    infer_datetime_format: 布尔值, 默认为 False

    • 如果设置为 True 且设置了 parse_dates,则尝试推断 datetime 格式以加快处理速度

    date_parser: 函数, 默认为 None

    • 用于将字符串序列转换为日期时间实例数组的函数。默认使用 dateutil.parser.parser 进行转换,pandas 将尝试以三种不同的方式调用 date_parser

      • 传递一个或多个数组(parse_dates 定义的列)作为参数;

      • parse_dates 定义的列中的字符串值连接到单个数组中,并将其传递;

      • 使用一个或多个字符串(对应于 parse_dates 定义的列)作为参数,对每一行调用 date_parser 一次。

    dayfirst: 布尔值, 默认为 False

    • DD/MM 格式的日期

    cache_dates: 布尔值, 默认为 True

    • 如果为 True,则使用唯一的、经过转换的日期缓存来应用 datetime 转换。

    • 在解析重复的日期字符串,特别是带有时区偏移量的日期字符串时,可能会显著提高速度。

    1.6 迭代

    iterator: boolean, 默认为 False

    • 返回 TextFileReader 对象以进行迭代或使用 get_chunk() 来获取块

    1.7 引用、压缩和文件格式

    compression: {'infer', 'gzip', 'bz2', 'zip', 'xz', None, dict}, 默认为 'infer'

    • 用于对磁盘数据进行即时解压缩。如果为 "infer",则如果 filepath_or_buffer 是文件路径且以 ".gz"".bz2"".zip"".xz" 结尾,则分别使用 gzipbz2zipxz 解压,否则不进行解压缩。

    • 如果使用 "zip",则 ZIP 文件必须仅包含一个要读取的数据文件。设置为 None 表示不解压

    • 也可以使用字典的方式,键为 method 的值从 {'zip', 'gzip', 'bz2'} 中选择。例如

    compression={'method': 'gzip', 'compresslevel': 1, 'mtime': 1}
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    thousandsstr, 默认为 None

    • 数值在千位的分隔符

    decimal: str, 默认为 '.'

    • 小数点

    float_precision: string, 默认为 None

    • 指定 C 引擎应该使用哪个转换器来处理浮点值。普通转换器的选项为 None,高精度转换器的选项为 high,双向转换器的选项为 round_trip

    quotechar: str (长度为 1)

    • 用于表示被引用数据的开始和结束的字符。带引号的数据里的分隔符将被忽略

    comment: str, 默认为 None

    • 用于跳过该字符开头的行,例如,如果 comment='#',将会跳过 # 开头的行

    encoding: str, 默认为 None

    • 设置编码格式

    1.8 错误处理

    error_bad_linesboolean, 默认为 True

    • 默认情况下,字段太多的行(例如,带有太多逗号的 csv 文件)会引发异常,并且不会返回任何 DataFrame

    • 如果设置为 False,则这些坏行将会被删除

    warn_bad_linesboolean, 默认为 True

    • 如果 error_bad_lines=Falsewarn_bad_lines=True,每个坏行都会输出一个警告

    2. 指定数据列的类型

    您可以指示整个 DataFrame 或各列的数据类型

    In [9]: import numpy as np
    In [10]: data = "a,b,c,d\n1,2,3,4\n5,6,7,8\n9,10,11"
    In [11]: print(data)
    a,b,c,d
    1,2,3,4
    5,6,7,8
    9,10,11
    In [12]: df = pd.read_csv(StringIO(data), dtype=object)
    In [13]: df
    Out[13]: 
       a   b   c    d
    0  1   2   3    4
    1  5   6   7    8
    2  9  10  11  NaN
    In [14]: df["a"][0]
    Out[14]: '1'
    In [15]: df = pd.read_csv(StringIO(data), dtype={"b": object, "c": np.float64, "d": "Int64"})
    In [16]: df.dtypes
    Out[16]: 
    a      int64
    b     object
    c    float64
    d      Int64
    dtype: object
    登入後複製

    你可以使用 read_csv()converters 参数,统一某列的数据类型

    In [17]: data = "col_1\n1\n2\n'A'\n4.22"
    In [18]: df = pd.read_csv(StringIO(data), converters={"col_1": str})
    In [19]: df
    Out[19]: 
      col_1
    0     1
    1     2
    2   'A'
    3  4.22
    In [20]: df["col_1"].apply(type).value_counts()
    Out[20]: 
    <class &#39;str&#39;>    4
    Name: col_1, dtype: int64
    登入後複製

    或者,您可以在读取数据后使用 to_numeric() 函数强制转换类型

    In [21]: df2 = pd.read_csv(StringIO(data))
    In [22]: df2["col_1"] = pd.to_numeric(df2["col_1"], errors="coerce")
    In [23]: df2
    Out[23]: 
       col_1
    0   1.00
    1   2.00
    2    NaN
    3   4.22
    In [24]: df2["col_1"].apply(type).value_counts()
    Out[24]: 
    <class &#39;float&#39;>    4
    Name: col_1, dtype: int64
    登入後複製

    它将所有有效的数值转换为浮点数,而将无效的解析为 NaN

    最后,如何处理包含混合类型的列取决于你的具体需要。在上面的例子中,如果您只想要将异常的数据转换为 NaN,那么 to_numeric() 可能是您的最佳选择。

    然而,如果您想要强制转换所有数据,而无论类型如何,那么使用 read_csv()converters 参数会更好

    注意

    在某些情况下,读取包含混合类型列的异常数据将导致数据集不一致。

    如果您依赖 pandas 来推断列的类型,解析引擎将继续推断数据块的类型,而不是一次推断整个数据集。

    In [25]: col_1 = list(range(500000)) + ["a", "b"] + list(range(500000))
    In [26]: df = pd.DataFrame({"col_1": col_1})
    In [27]: df.to_csv("foo.csv")
    In [28]: mixed_df = pd.read_csv("foo.csv")
    In [29]: mixed_df["col_1"].apply(type).value_counts()
    Out[29]: 
    <class &#39;int&#39;>    737858
    <class &#39;str&#39;>    262144
    Name: col_1, dtype: int64
    In [30]: mixed_df["col_1"].dtype
    Out[30]: dtype(&#39;O&#39;)
    登入後複製

    这就导致 mixed_df 对于列的某些块包含 int 类型,而对于其他块则包含 str,这是由于读取的数据是混合类型。

    以上是Python資料處理pandas中使用CSV作為IO工具的讀寫操作的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!

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    來源:yisu.com
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