使用pandas GroupBy获取每个组的统计信息（如count、mean等）？

Question

我有一个数据帧df，我使用了从它到groupby的几列：

df['col1','col2','col3','col4'].groupby(['col1','col2']).mean()

用上面的方法我几乎得到了我需要的表（数据帧）。缺少的是一个附加列，其中包含每个组中的行数。换言之，我是认真的，但我也想知道有多少数字被用来得到这些手段。例如，在第一组中有8个值，在第二组中有10个值，依此类推。

简而言之：如何获取数据帧的分组统计信息？

Answer 1

在groupby对象上，agg函数可以立即将列表带到apply several aggregation methods。这将为您提供所需的结果：

df[['col1', 'col2', 'col3', 'col4']].groupby(['col1', 'col2']).agg(['mean', 'count'])

Answer 2

一个函数来控制它们：^{}

返回每组的count、mean、std和其他有用的统计信息。

df.groupby(['col1', 'col2'])['col3', 'col4'].describe()

---

# Setup
np.random.seed(0)
df = pd.DataFrame({'A' : ['foo', 'bar', 'foo', 'bar',
                          'foo', 'bar', 'foo', 'foo'],
                   'B' : ['one', 'one', 'two', 'three',
                          'two', 'two', 'one', 'three'],
                   'C' : np.random.randn(8),
                   'D' : np.random.randn(8)})

from IPython.display import display

with pd.option_context('precision', 2):
    display(df.groupby(['A', 'B'])['C'].describe())

           count  mean   std   min   25%   50%   75%   max
A   B                                                     
bar one      1.0  0.40   NaN  0.40  0.40  0.40  0.40  0.40
    three    1.0  2.24   NaN  2.24  2.24  2.24  2.24  2.24
    two      1.0 -0.98   NaN -0.98 -0.98 -0.98 -0.98 -0.98
foo one      2.0  1.36  0.58  0.95  1.15  1.36  1.56  1.76
    three    1.0 -0.15   NaN -0.15 -0.15 -0.15 -0.15 -0.15
    two      2.0  1.42  0.63  0.98  1.20  1.42  1.65  1.87

要获得具体的统计数据，只需选择它们

df.groupby(['A', 'B'])['C'].describe()[['count', 'mean']]

           count      mean
A   B                     
bar one      1.0  0.400157
    three    1.0  2.240893
    two      1.0 -0.977278
foo one      2.0  1.357070
    three    1.0 -0.151357
    two      2.0  1.423148

describe适用于多个列（将['C']更改为['C', 'D']-或者将其全部删除并查看发生了什么，结果是一个多索引的列数据帧）。

您还可以获得字符串数据的不同统计信息。举个例子

df2 = df.assign(D=list('aaabbccc')).sample(n=100, replace=True)

with pd.option_context('precision', 2):
    display(df2.groupby(['A', 'B'])
               .describe(include='all')
               .dropna(how='all', axis=1))

              C                                                   D                
          count  mean       std   min   25%   50%   75%   max count unique top freq
A   B                                                                              
bar one    14.0  0.40  5.76e-17  0.40  0.40  0.40  0.40  0.40    14      1   a   14
    three  14.0  2.24  4.61e-16  2.24  2.24  2.24  2.24  2.24    14      1   b   14
    two     9.0 -0.98  0.00e+00 -0.98 -0.98 -0.98 -0.98 -0.98     9      1   c    9
foo one    22.0  1.43  4.10e-01  0.95  0.95  1.76  1.76  1.76    22      2   a   13
    three  15.0 -0.15  0.00e+00 -0.15 -0.15 -0.15 -0.15 -0.15    15      1   c   15
    two    26.0  1.49  4.48e-01  0.98  0.98  1.87  1.87  1.87    26      2   b   15

有关详细信息，请参见documentation。

Answer 3

快速回答：

获取每个组的行数的最简单方法是调用.size()，它返回一个Series：

df.groupby(['col1','col2']).size()

通常，您希望将此结果作为DataFrame（而不是Series）来获得，因此可以执行以下操作：

df.groupby(['col1', 'col2']).size().reset_index(name='counts')

如果您想了解如何计算每个组的行数和其他统计信息，请继续阅读下面的内容。

---

详细示例：

考虑以下示例数据帧：

In [2]: df
Out[2]: 
  col1 col2  col3  col4  col5  col6
0    A    B  0.20 -0.61 -0.49  1.49
1    A    B -1.53 -1.01 -0.39  1.82
2    A    B -0.44  0.27  0.72  0.11
3    A    B  0.28 -1.32  0.38  0.18
4    C    D  0.12  0.59  0.81  0.66
5    C    D -0.13 -1.65 -1.64  0.50
6    C    D -1.42 -0.11 -0.18 -0.44
7    E    F -0.00  1.42 -0.26  1.17
8    E    F  0.91 -0.47  1.35 -0.34
9    G    H  1.48 -0.63 -1.14  0.17

首先，让我们使用.size()获取行计数：

In [3]: df.groupby(['col1', 'col2']).size()
Out[3]: 
col1  col2
A     B       4
C     D       3
E     F       2
G     H       1
dtype: int64

然后使用.size().reset_index(name='counts')获取行计数：

In [4]: df.groupby(['col1', 'col2']).size().reset_index(name='counts')
Out[4]: 
  col1 col2  counts
0    A    B       4
1    C    D       3
2    E    F       2
3    G    H       1

包括更多统计结果

如果要计算分组数据的统计信息，通常如下所示：

In [5]: (df
   ...: .groupby(['col1', 'col2'])
   ...: .agg({
   ...:     'col3': ['mean', 'count'], 
   ...:     'col4': ['median', 'min', 'count']
   ...: }))
Out[5]: 
            col4                  col3      
          median   min count      mean count
col1 col2                                   
A    B    -0.810 -1.32     4 -0.372500     4
C    D    -0.110 -1.65     3 -0.476667     3
E    F     0.475 -0.47     2  0.455000     2
G    H    -0.630 -0.63     1  1.480000     1

上面的结果有点烦人，因为嵌套的列标签，也因为行计数是基于每列的。

为了获得对输出的更多控制，我通常将统计信息拆分为单独的聚合，然后使用join组合这些聚合。看起来是这样的：

In [6]: gb = df.groupby(['col1', 'col2'])
   ...: counts = gb.size().to_frame(name='counts')
   ...: (counts
   ...:  .join(gb.agg({'col3': 'mean'}).rename(columns={'col3': 'col3_mean'}))
   ...:  .join(gb.agg({'col4': 'median'}).rename(columns={'col4': 'col4_median'}))
   ...:  .join(gb.agg({'col4': 'min'}).rename(columns={'col4': 'col4_min'}))
   ...:  .reset_index()
   ...: )
   ...: 
Out[6]: 
  col1 col2  counts  col3_mean  col4_median  col4_min
0    A    B       4  -0.372500       -0.810     -1.32
1    C    D       3  -0.476667       -0.110     -1.65
2    E    F       2   0.455000        0.475     -0.47
3    G    H       1   1.480000       -0.630     -0.63

---

脚注

用于生成测试数据的代码如下所示：

In [1]: import numpy as np
   ...: import pandas as pd 
   ...: 
   ...: keys = np.array([
   ...:         ['A', 'B'],
   ...:         ['A', 'B'],
   ...:         ['A', 'B'],
   ...:         ['A', 'B'],
   ...:         ['C', 'D'],
   ...:         ['C', 'D'],
   ...:         ['C', 'D'],
   ...:         ['E', 'F'],
   ...:         ['E', 'F'],
   ...:         ['G', 'H'] 
   ...:         ])
   ...: 
   ...: df = pd.DataFrame(
   ...:     np.hstack([keys,np.random.randn(10,4).round(2)]), 
   ...:     columns = ['col1', 'col2', 'col3', 'col4', 'col5', 'col6']
   ...: )
   ...: 
   ...: df[['col3', 'col4', 'col5', 'col6']] = \
   ...:     df[['col3', 'col4', 'col5', 'col6']].astype(float)
   ...: 

免责声明：

如果要聚合的某些列具有空值，则您确实希望将组行计数视为每列的独立聚合。否则，您可能会被误导，因为pandas将删除平均值计算中的NaN项，而不告诉您平均值计算实际使用了多少记录。