更快地遍历一个 DataFrame 的行以将列添加到第二个 DataFrame答案

【问题标题】：Faster Way to Iterate Through Rows of One DataFrame to Add columns to a Second DataFrame更快地遍历一个 DataFrame 的行以将列添加到第二个 DataFrame
【发布时间】：2021-05-11 19:12:37
【问题描述】：

我正在尝试找到一种更快的方法，将函数多次应用于 DataFrame 中的一组数据。

我有两个 DataFrame：

Parameters：函数的每个参数都有一列，每一行是一个特定的参数集。还有一列为每个集合提供了一个唯一的名称。
原始数据：在一列中包含原始数据

对于每组参数，我想在原始DataFrame中添加一列，结果来自“func”，并将列名设置为参数集名称。

目前我正在遍历参数DataFrame的行，但我觉得有更好的方法。

我正在尝试查看是否有矢量化解决方案，但到目前为止，我使用两个 DataFrame 都没有成功。

我已经尝试在这篇文章中遵循 cs95 的答案，但几乎所有矢量化或列表推导的示例都只处理单个 DataFrame： How to iterate over rows in a DataFrame in Pandas

有没有更好的方法来做到这一点？

我觉得我可能缺少一些明显的东西。

import pandas as pd

def func(data, a, b, c):
    return data["original"] + a + b * c


parameters = pd.DataFrame(
    {
        "name": ["set_1", "set_2", "set_3"],
        "a": [1, 2, 3],
        "b": [4, 5, 6],
        "c": [7, 8, 9],
    }
)

data = pd.DataFrame({"original": [10, 11, 12, 13, 14, 15]})

for i, row in parameters.iterrows():
    data[row["name"]] = func(data, row["a"], row["b"], row["c"])

    Inputs:
    
Parameters DataFrame:
    name  a  b  c
0  set_1  1  4  7
1  set_2  2  5  8
2  set_3  3  6  9
    
Original Data DataFrame:
       original
    0        10
    1        11
    2        12
    3        13
    4        14
    5        15
    

    Output:
    
       original  set_1  set_2  set_3
    0        10     39     52     67
    2        12     41     54     69
    3        13     42     55     70
    4        14     43     56     71
    5        15     44     57     72

【问题讨论】：

标签： python pandas dataframe iteration vectorization

【解决方案1】：

不直接使用循环（暗示在apply()）

使用笛卡尔积将数据合并在一起
用apply()进行计算
使用pivot() 重塑您想要的输出结构

df = pd.read_csv(io.StringIO("""       original
    0        10
    1        11
    2        12
    3        13
    4        14
    5        15"""), sep="\s+")

dfp = pd.read_csv(io.StringIO("""    name  a  b  c
0  set_1  1  4  7
1  set_2  2  5  8
2  set_3  3  6  9"""), sep="\s+")

# catesian product data with params
dfm = df.assign(foo=1).merge(dfp.assign(foo=1), on="foo")
# do the calc
dfm = dfm.assign(calc=dfm.apply(lambda x: x.original + x.a + x.b * x.c, axis=1))
# reshape
dfm = dfm.pivot(index="original", columns="name", values="calc").reset_index()

	original	set_1	set_2	set_3
0	10	39	52	67
1	11	40	53	68
2	12	41	54	69
3	13	42	55	70
4	14	43	56	71
5	15	44	57	72

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以修改下面的代码以满足您的期望，我将第 1 行（原始 = 11）留在那里；应该很容易修改。

下面的代码避免了迭代，因为它可能很慢。它的作用是先从参数中获取值，然后对每一列与 data['original'] 相乘以获得最终输出：

def func(left_df, right_df):
    right_df = right_df.copy()
    new_headers = right_df["name"].array
    right_df = (right_df["a"] + right_df["b"] * right_df["c"]).array
    right_df = dict(zip(new_headers, new))
    return left_df.assign(
        **{key: left_df["original"] + value for key, value in right_df.items()}
    )


data.pipe(func, parameters)


    original    set_1   set_2   set_3
0        10       39      52    67
1        11       40      53    68
2        12       41      54    69
3        13       42      55    70
4        14       43      56    71
5        15       44      57    72

【讨论】：

【解决方案3】：

如下定义你的函数：

def func2(dataCol, a, b, c):
    return dataCol[:, np.newaxis] + a[np.newaxis, :] + b[np.newaxis, :] * c[np.newaxis, :]

区别：

第一个参数是一个源数据列，不是整个DataFrame，
剩下的3个参数也是columns（取自parameters），而不是单个值。

然后，要获得结果，请按以下方式调用它：

data[parameters.name.tolist()] = func2(data.original, parameters.a,
    parameters.b, parameters.c)

使用 %timeit 我检查了您和我的代码的执行时间。我的代码的执行时间大约占您代码的 60%。

【讨论】：