如何在两个单独的 Pandas DataFrame 中的所有值之间进行插值？

Question

假设您有两个 Pandas DataFrame，一个包含 2020 年的数据，另一个包含 2030 年的数据。两个 DataFrame 具有相同的形状、列名，并且只包含数值。为简单起见，我们将按如下方式创建它们：

twenty = pd.DataFrame({'A':[1,1,1], 'B':[3,3,3]})
thirty = pd.DataFrame({'A':[3,3,3], 'B':[7,7,7]})

现在，目标是对这些 DataFrame 中的所有值执行线性插值，以获得 2025 年（或我们选择的任何年份）的新 DataFrame。因此，我们希望在每对值集之间进行插值，例如twenty['A'][0] 和thirty['A'][0]。如果我们在 2025 年的目标年这样做，结果应该是：

twentyfive = pd.DataFrame({'A':[2,2,2],'B':[5,5,5]})

我尝试使用np.interp；但是，据我所知，这实际上是用于对给定（奇异）数组进行插值。我已经解决了这个问题，使用一种更暴力的方法来融合 DataFrame，添加年份列，将它们合并在一起，然后使用插值创建一个新列。它有点凌乱和冗长。

我觉得必须有一种更直接（和优化）的方式来执行这项任务。任何帮助表示赞赏。

Answer 1

如果两者形状相同，可以尝试直接取平均值

(thirty + twenty)/2

输出：

    A   B
0   2   5
1   2   5
2   2   5

编辑：如果数据框的形状不相等，您可以尝试与内部连接和 groupby 列合并以获取插值。

df = pd.merge(twenty,thirty, left_index=True, right_index=True, how='inner').rename(columns=lambda x: x.split('_')[0])
df.T.groupby(df.T.index).mean().T

输出：

    A   B
0   2   5
1   2   5
2   2   5

Answer 2

您可以 concat 对键进行智能处理（将它们命名为整数），然后 groupby 允许您对所有内容进行插值：

import pandas as pd

df = pd.concat([twenty, thirty], keys=[20,30], axis=1)
s = (df.groupby(df.columns.get_level_values(1), axis=1)
        .apply(lambda x: x.T.reset_index(1, drop=True).reindex(np.arange(20,31)).interpolate())).T

      20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30
A 0  1.0  1.2  1.4  1.6  1.8  2.0  2.2  2.4  2.6  2.8  3.0
  1  1.0  1.2  1.4  1.6  1.8  2.0  2.2  2.4  2.6  2.8  3.0
  2  1.0  1.2  1.4  1.6  1.8  2.0  2.2  2.4  2.6  2.8  3.0
B 0  3.0  3.4  3.8  4.2  4.6  5.0  5.4  5.8  6.2  6.6  7.0
  1  3.0  3.4  3.8  4.2  4.6  5.0  5.4  5.8  6.2  6.6  7.0
  2  3.0  3.4  3.8  4.2  4.6  5.0  5.4  5.8  6.2  6.6  7.0

现在，如果您只关心 25：

s[25].unstack(0)

     A    B
0  2.0  5.0
1  2.0  5.0
2  2.0  5.0