根据 pandas 中另一列的值创建新列

Question

我有这个带有“代码”列的熊猫数据框，其中包含顺序分层代码。我的目标是使用每个层次级别代码及其名称创建新列，如下所示：

原始数据：

    Code    Name
0   A       USA
1   AM      Massachusetts
2   AMB     Boston
3   AMS     Springfield
4   D       Germany
5   DB      Brandenburg
6   DBB     Berlin
7   DBD     Dresden

我的目标：

Code    Name           Level1   Level1Name      Level2  Level2Name      Level3      Level3Name
0   A   USA             A           USA          AM     Massachusetts   AMB         Boston
1   AM  Massachusetts   A           USA          AM     Massachusetts   AMB         Boston
2   AMB Boston          A           USA          AM     Massachusetts   AMB         Boston
3   AMS Springfield     A           USA          AM     Massachusetts   AMS         Springfiled
4   D   Germany         D           Germany      DB     Brandenburg     DBB         Berlin
5   DB  Brandenburg     D           Germany      DB     Brandenburg     DBB         Berlin
6   DBB Berlin          D           Germany      DB     Brandenburg     DBB         Berlin
7   DBD Dresden         D           Germany      DB     Brandenburg     DBD         Dresden

我的代码：

import pandas as pd
df = pd.read_excel(r'/Users/BoBoMann/Desktop/Sequence.xlsx')
df['Length']=test.Code.str.len() ## create a column with length of each cell in Code
df['Level1']=test.Code.str[:1]   ## create the first level using string indexing
df['Level1Name'] = df[df['Length']==1]['Name']
df.head() ## This yields:



Code    Name          Length    Level1  Level1Name
0   A       USA             1         A     USA
1   AM      Massachusetts   2         A     NaN
2   AMB     Boston          3         A     NaN
3   AMS     Springfield     3         A     NaN
4   D       Germany         1         D     Germany
5   DB      Brandenburg     2         D     NaN
6   DBB     Berlin          3         D     NaN
7   DBD     Dresden         3         D     NaN

对于我目前的方法，如何在 Level1Name 列中将这些 NaN 分别转换为 USA 和 Germany？

一般来说，有没有更好的方法来实现我为每个分层层创建列并将它们与另一列中各自的名称相匹配的目标？

Answer 1

IIUC，让我们使用这个代码：

df['Codes'] = [[*i] for i in df['Code']]
df_level = df['Code'].str.extractall('(.)')[0].unstack('match').bfill().cumsum(axis=1)
s_map = df.explode('Codes').drop_duplicates('Code', keep='last').set_index('Code')['Name']
df_level.columns = [f'Level{i+1}' for i in df_level.columns]
df_level_names =  pd.concat([df_level[i].map(s_map) for i in df_level.columns], 
                            axis=1, 
                            keys=df_level.columns+'Name')
df_out = df.join([df_level, df_level_names]).drop('Codes', axis=1)
df_out

输出：

  Code           Name Level1 Level2 Level3 Level1Name     Level2Name   Level3Name
0    A            USA      A     AM    AMB        USA  Massachusetts       Boston
1   AM  Massachusetts      A     AM    AMB        USA  Massachusetts       Boston
2  AMB         Boston      A     AM    AMB        USA  Massachusetts       Boston
3  AMS    Springfield      A     AM    AMS        USA  Massachusetts  Springfield
4    D        Germany      D     DB    DBB    Germany    Brandenburg       Berlin
5   DB    Brandenburg      D     DB    DBB    Germany    Brandenburg       Berlin
6  DBB         Berlin      D     DB    DBB    Germany    Brandenburg       Berlin
7  DBD        Dresden      D     DB    DBD    Germany    Brandenburg      Dresden

解释：

• 将字符串解压缩到创建“代码”列的字符列表中
• 使用extractall 和正则表达式. 创建“LevelX”列以获得 单个字符，然后是 bfill NaN 和 cumsum 沿行到 创建“LevelX”列
• 通过在“代码”上调用 explode 创建一个 pd.Series 以与 map 一起使用 上面的列创建和drop_duplicates 保留最后一个值 “代码”，然后在“代码”上 set_index 并将“名称”列保留为 创建“s_map”。
• 重命名 df_level 列以获取 Level1 而不是 Level0。
• 使用pd.concat 与map df_level 列的列表理解 df_level_names 使用 s_map。另外，使用keys 参数重命名 新列并附加“名称”
• 使用join 将df 与df_levels 和df_level_names 连接，然后使用drop 'Codes' 列，创建所需的输出。