拆分（分解）数据帧字符串条目以分隔行

Question

我有一个pandas dataframe，其中一列文本字符串包含逗号分隔的值。我想分割每个CSV字段，并为每个条目创建一个新行（假设CSV是干净的，只需要在“，”上分割）。例如，a应该变成b：

In [7]: a
Out[7]: 
    var1  var2
0  a,b,c     1
1  d,e,f     2

In [8]: b
Out[8]: 
  var1  var2
0    a     1
1    b     1
2    c     1
3    d     2
4    e     2
5    f     2

到目前为止，我已经尝试了各种简单的函数，但是.apply方法在轴上使用时似乎只接受一行作为返回值，我无法让.transform工作。任何建议都将不胜感激

示例数据：

from pandas import DataFrame
import numpy as np
a = DataFrame([{'var1': 'a,b,c', 'var2': 1},
               {'var1': 'd,e,f', 'var2': 2}])
b = DataFrame([{'var1': 'a', 'var2': 1},
               {'var1': 'b', 'var2': 1},
               {'var1': 'c', 'var2': 1},
               {'var1': 'd', 'var2': 2},
               {'var1': 'e', 'var2': 2},
               {'var1': 'f', 'var2': 2}])

我知道这不起作用，因为我们通过numpy丢失了数据帧元数据，但它应该让您了解我试图做的事情：

def fun(row):
    letters = row['var1']
    letters = letters.split(',')
    out = np.array([row] * len(letters))
    out['var1'] = letters
a['idx'] = range(a.shape[0])
z = a.groupby('idx')
z.transform(fun)

Answer 1

熊猫>；=0.25

Series和DataFrame方法定义了一个^{}方法，该方法将列表分解为单独的行。请参阅Exploding a list-like column的文档部分

因为您有一个逗号分隔的字符串列表，所以在逗号上拆分字符串以获得元素列表，然后在该列上调用explode

df = pd.DataFrame({'var1': ['a,b,c', 'd,e,f'], 'var2': [1, 2]})
df
    var1  var2
0  a,b,c     1
1  d,e,f     2

df.assign(var1=df['var1'].str.split(',')).explode('var1')

  var1  var2
0    a     1
0    b     1
0    c     1
1    d     2
1    e     2
1    f     2

请注意explode只对单个列起作用（目前）。要同时分解多个列，请参见下文

南斯和空名单得到了他们应得的待遇，而你不必费尽心机去做正确的事情

df = pd.DataFrame({'var1': ['d,e,f', '', np.nan], 'var2': [1, 2, 3]})
df
    var1  var2
0  d,e,f     1
1            2
2    NaN     3

df['var1'].str.split(',')

0    [d, e, f]
1           []
2          NaN

df.assign(var1=df['var1'].str.split(',')).explode('var1')

  var1  var2
0    d     1
0    e     1
0    f     1
1          2  # empty list entry becomes empty string after exploding 
2  NaN     3  # NaN left un-touched

与基于ravel/repeat的解决方案相比，这是一个巨大的优势（它完全忽略空列表，并且阻塞了NAN）

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分解多个列

请注意explode一次只能对单个列起作用，但您可以使用apply一次分解多个列：

df = pd.DataFrame({'var1': ['a,b,c', 'd,e,f'], 
                   'var2': ['i,j,k', 'l,m,n'], 
                   'var3': [1, 2]})
df
    var1   var2  var3
0  a,b,c  i,j,k     1
1  d,e,f  l,m,n     2

(df.set_index(['var3']) 
   .apply(lambda col: col.str.split(',').explode())
   .reset_index()
   .reindex(df.columns, axis=1))

df
  var1 var2  var3
0    a    i     1
1    b    j     1
2    c    k     1
3    d    l     2
4    e    m     2
5    f    n     2

其思想是将所有应该而不是的列设置为索引，然后通过apply分解其余的列。当列表大小相同时，这种方法效果很好

Answer 2

更新3:使用^{} / ^{} methods（在Pandas 0.25.0中实现，并在Pandas 1.3.0中扩展以支持多列分解）更有意义，如使用示例所示：

对于单个列：

In [1]: df = pd.DataFrame({'A': [[0, 1, 2], 'foo', [], [3, 4]],
   ...:                    'B': 1,
   ...:                    'C': [['a', 'b', 'c'], np.nan, [], ['d', 'e']]})

In [2]: df
Out[2]:
           A  B          C
0  [0, 1, 2]  1  [a, b, c]
1        foo  1        NaN
2         []  1         []
3     [3, 4]  1     [d, e]

In [3]: df.explode('A')
Out[3]:
     A  B          C
0    0  1  [a, b, c]
0    1  1  [a, b, c]
0    2  1  [a, b, c]
1  foo  1        NaN
2  NaN  1         []
3    3  1     [d, e]
3    4  1     [d, e]

对于多列（对于熊猫1.3.0+）：

In [4]: df.explode(['A', 'C'])
Out[4]:
     A  B    C
0    0  1    a
0    1  1    b
0    2  1    c
1  foo  1  NaN
2  NaN  1  NaN
3    3  1    d
3    4  1    e

---

更新2:更通用的向量化函数，可用于多个normal列和多个list列

def explode(df, lst_cols, fill_value='', preserve_index=False):
    # make sure `lst_cols` is list-alike
    if (lst_cols is not None
        and len(lst_cols) > 0
        and not isinstance(lst_cols, (list, tuple, np.ndarray, pd.Series))):
        lst_cols = [lst_cols]
    # all columns except `lst_cols`
    idx_cols = df.columns.difference(lst_cols)
    # calculate lengths of lists
    lens = df[lst_cols[0]].str.len()
    # preserve original index values    
    idx = np.repeat(df.index.values, lens)
    # create "exploded" DF
    res = (pd.DataFrame({
                col:np.repeat(df[col].values, lens)
                for col in idx_cols},
                index=idx)
             .assign(**{col:np.concatenate(df.loc[lens>0, col].values)
                            for col in lst_cols}))
    # append those rows that have empty lists
    if (lens == 0).any():
        # at least one list in cells is empty
        res = (res.append(df.loc[lens==0, idx_cols], sort=False)
                  .fillna(fill_value))
    # revert the original index order
    res = res.sort_index()
    # reset index if requested
    if not preserve_index:        
        res = res.reset_index(drop=True)
    return res

演示：

多个list列-所有list列在每行中必须具有相同的#元素：

In [134]: df
Out[134]:
   aaa  myid        num          text
0   10     1  [1, 2, 3]  [aa, bb, cc]
1   11     2         []            []
2   12     3     [1, 2]      [cc, dd]
3   13     4         []            []

In [135]: explode(df, ['num','text'], fill_value='')
Out[135]:
   aaa  myid num text
0   10     1   1   aa
1   10     1   2   bb
2   10     1   3   cc
3   11     2
4   12     3   1   cc
5   12     3   2   dd
6   13     4

保留原始索引值：

In [136]: explode(df, ['num','text'], fill_value='', preserve_index=True)
Out[136]:
   aaa  myid num text
0   10     1   1   aa
0   10     1   2   bb
0   10     1   3   cc
1   11     2
2   12     3   1   cc
2   12     3   2   dd
3   13     4

设置：

df = pd.DataFrame({
 'aaa': {0: 10, 1: 11, 2: 12, 3: 13},
 'myid': {0: 1, 1: 2, 2: 3, 3: 4},
 'num': {0: [1, 2, 3], 1: [], 2: [1, 2], 3: []},
 'text': {0: ['aa', 'bb', 'cc'], 1: [], 2: ['cc', 'dd'], 3: []}
})

CSV列：

In [46]: df
Out[46]:
        var1  var2 var3
0      a,b,c     1   XX
1  d,e,f,x,y     2   ZZ

In [47]: explode(df.assign(var1=df.var1.str.split(',')), 'var1')
Out[47]:
  var1  var2 var3
0    a     1   XX
1    b     1   XX
2    c     1   XX
3    d     2   ZZ
4    e     2   ZZ
5    f     2   ZZ
6    x     2   ZZ
7    y     2   ZZ

使用这个小技巧，我们可以将类似CSV的列转换为list列：

In [48]: df.assign(var1=df.var1.str.split(','))
Out[48]:
              var1  var2 var3
0        [a, b, c]     1   XX
1  [d, e, f, x, y]     2   ZZ

---

更新：通用矢量化方法（也适用于多列）：

原始DF：

In [177]: df
Out[177]:
        var1  var2 var3
0      a,b,c     1   XX
1  d,e,f,x,y     2   ZZ

解决方案：

首先，让我们将CSV字符串转换为列表：

In [178]: lst_col = 'var1' 

In [179]: x = df.assign(**{lst_col:df[lst_col].str.split(',')})

In [180]: x
Out[180]:
              var1  var2 var3
0        [a, b, c]     1   XX
1  [d, e, f, x, y]     2   ZZ

现在我们可以这样做：

In [181]: pd.DataFrame({
     ...:     col:np.repeat(x[col].values, x[lst_col].str.len())
     ...:     for col in x.columns.difference([lst_col])
     ...: }).assign(**{lst_col:np.concatenate(x[lst_col].values)})[x.columns.tolist()]
     ...:
Out[181]:
  var1  var2 var3
0    a     1   XX
1    b     1   XX
2    c     1   XX
3    d     2   ZZ
4    e     2   ZZ
5    f     2   ZZ
6    x     2   ZZ
7    y     2   ZZ

---

旧答案：

受@AFinkelstein solution的启发，我想让它更通用一点，可以应用于具有两列以上的DF，并且速度几乎与AFinkelstein的解决方案一样快）：

In [2]: df = pd.DataFrame(
   ...:    [{'var1': 'a,b,c', 'var2': 1, 'var3': 'XX'},
   ...:     {'var1': 'd,e,f,x,y', 'var2': 2, 'var3': 'ZZ'}]
   ...: )

In [3]: df
Out[3]:
        var1  var2 var3
0      a,b,c     1   XX
1  d,e,f,x,y     2   ZZ

In [4]: (df.set_index(df.columns.drop('var1',1).tolist())
   ...:    .var1.str.split(',', expand=True)
   ...:    .stack()
   ...:    .reset_index()
   ...:    .rename(columns={0:'var1'})
   ...:    .loc[:, df.columns]
   ...: )
Out[4]:
  var1  var2 var3
0    a     1   XX
1    b     1   XX
2    c     1   XX
3    d     2   ZZ
4    e     2   ZZ
5    f     2   ZZ
6    x     2   ZZ
7    y     2   ZZ

Answer 3

在痛苦的实验之后，我找到了一个比公认答案更快的答案，我成功了。它在我试用过的数据集上运行速度快了100倍左右

如果有人知道如何使这更优雅，请务必修改我的代码。我找不到一种不设置其他列作为索引，然后重置索引并重新命名列的方法，但是我可以想象还有其他方法可以工作

b = DataFrame(a.var1.str.split(',').tolist(), index=a.var2).stack()
b = b.reset_index()[[0, 'var2']] # var1 variable is currently labeled 0
b.columns = ['var1', 'var2'] # renaming var1