【问题标题】:Change column type in pandas更改熊猫中的列类型
【发布时间】:2013-03-31 05:45:02
【问题描述】:

我想将表示为列表列表的表格转换为Pandas DataFrame。作为一个极其简化的例子:

a = [['a', '1.2', '4.2'], ['b', '70', '0.03'], ['x', '5', '0']]
df = pd.DataFrame(a)

将列转换为适当类型的最佳方法是什么,在这种情况下,第 2 列和第 3 列转换为浮点数?有没有办法在转换为 DataFrame 时指定类型?还是先创建 DataFrame 然后遍历列以更改每列的类型更好?理想情况下,我想以动态方式执行此操作,因为可能有数百列,我不想准确指定哪些列属于哪种类型。我只能保证每一列都包含相同类型的值。

【问题讨论】:

    标签: python pandas dataframe types casting


    【解决方案1】:

    在 pandas 中转换类型有四个主要选项:

    1. to_numeric() - 提供安全地将非数字类型(例如字符串)转换为合适的数字类型的功能。 (另见to_datetime()to_timedelta()。)

    2. astype() - 将(几乎)任何类型转换为(几乎)任何其他类型(即使这样做不一定明智)。还允许您转换为categorial 类型(非常有用)。

    3. infer_objects() - 如果可能的话,将包含 Python 对象的对象列转换为 pandas 类型的实用方法。

    4. convert_dtypes() - 将 DataFrame 列转换为支持pd.NA 的“最佳”dtype(pandas 的对象表示缺失值)。

    继续阅读以了解这些方法的更详细说明和用法。


    1。 to_numeric()

    将 DataFrame 的一列或多列转换为数值的最佳方法是使用pandas.to_numeric()

    此函数将尝试将非数字对象(如字符串)更改为适当的整数或浮点数。

    基本用法

    to_numeric() 的输入是一个系列或 DataFrame 的单列。

    >>> s = pd.Series(["8", 6, "7.5", 3, "0.9"]) # mixed string and numeric values
    >>> s
    0      8
    1      6
    2    7.5
    3      3
    4    0.9
    dtype: object
    
    >>> pd.to_numeric(s) # convert everything to float values
    0    8.0
    1    6.0
    2    7.5
    3    3.0
    4    0.9
    dtype: float64
    

    如您所见,返回了一个新系列。请记住将此输出分配给变量或列名以继续使用它:

    # convert Series
    my_series = pd.to_numeric(my_series)
    
    # convert column "a" of a DataFrame
    df["a"] = pd.to_numeric(df["a"])
    

    您还可以通过apply() 方法使用它来转换DataFrame 的多个列:

    # convert all columns of DataFrame
    df = df.apply(pd.to_numeric) # convert all columns of DataFrame
    
    # convert just columns "a" and "b"
    df[["a", "b"]] = df[["a", "b"]].apply(pd.to_numeric)
    

    只要您的值都可以转换,这可能就是您所需要的。

    错误处理

    但是如果有些值不能转换成数值类型呢?

    to_numeric() 还采用 errors 关键字参数,允许您将非数字值强制为 NaN,或直接忽略包含这些值的列。

    这是一个使用一系列字符串 s 的示例,该字符串具有对象 dtype:

    >>> s = pd.Series(['1', '2', '4.7', 'pandas', '10'])
    >>> s
    0         1
    1         2
    2       4.7
    3    pandas
    4        10
    dtype: object
    

    如果无法转换值,默认行为是引发。在这种情况下,它无法处理字符串'pandas':

    >>> pd.to_numeric(s) # or pd.to_numeric(s, errors='raise')
    ValueError: Unable to parse string
    

    我们可能希望“熊猫”被视为缺失/错误的数值,而不是失败。我们可以使用 errors 关键字参数将无效值强制转换为 NaN,如下所示:

    >>> pd.to_numeric(s, errors='coerce')
    0     1.0
    1     2.0
    2     4.7
    3     NaN
    4    10.0
    dtype: float64
    

    errors 的第三个选项只是在遇到无效值时忽略该操作:

    >>> pd.to_numeric(s, errors='ignore')
    # the original Series is returned untouched
    

    最后一个选项对于转换整个 DataFrame 特别有用,但不知道我们的哪些列可以可靠地转换为数字类型。在这种情况下,只需写:

    df.apply(pd.to_numeric, errors='ignore')
    

    该函数将应用于 DataFrame 的每一列。可以转换为数字类型的列将被转换,而不能转换为数字类型的列(例如,它们包含非数字字符串或日期)将被保留。

    向下转型

    默认情况下,使用to_numeric() 进行转换将为您提供int64float64 dtype(或您的平台原生的任何整数宽度)。

    这通常是您想要的,但是如果您想节省一些内存并使用更紧凑的 dtype,例如 float32int8,该怎么办?

    to_numeric() 让您可以选择向下转换为 'integer''signed''unsigned''float'。以下是整数类型的简单系列s 的示例:

    >>> s = pd.Series([1, 2, -7])
    >>> s
    0    1
    1    2
    2   -7
    dtype: int64
    

    向下转换为 'integer' 使用可以容纳值的最小可能整数:

    >>> pd.to_numeric(s, downcast='integer')
    0    1
    1    2
    2   -7
    dtype: int8
    

    向下转换为 'float' 同样会选择比正常浮动类型更小的:

    >>> pd.to_numeric(s, downcast='float')
    0    1.0
    1    2.0
    2   -7.0
    dtype: float32
    

    2。 astype()

    astype() 方法使您能够明确说明您希望 DataFrame 或 Series 具有的 dtype。它用途广泛,您可以尝试从一种类型转换为任何其他类型。

    基本用法

    只需选择一种类型:您可以使用 NumPy dtype(例如 np.int16)、一些 Python 类型(例如 bool)或 pandas 特定类型(例如 categorical dtype)。

    在你想转换的对象上调用方法,astype() 会尝试为你转换:

    # convert all DataFrame columns to the int64 dtype
    df = df.astype(int)
    
    # convert column "a" to int64 dtype and "b" to complex type
    df = df.astype({"a": int, "b": complex})
    
    # convert Series to float16 type
    s = s.astype(np.float16)
    
    # convert Series to Python strings
    s = s.astype(str)
    
    # convert Series to categorical type - see docs for more details
    s = s.astype('category')
    

    注意我说的是“尝试” - 如果astype() 不知道如何转换 Series 或 DataFrame 中的值,它将引发错误。例如,如果您有 NaNinf 值,尝试将其转换为整数时会出错。

    从 pandas 0.20.0 开始,可以通过传递 errors='ignore' 来抑制此错误。您的原始对象将原封不动地返回。

    小心

    astype() 功能强大,但它有时会“错误地”转换值。例如:

    >>> s = pd.Series([1, 2, -7])
    >>> s
    0    1
    1    2
    2   -7
    dtype: int64
    

    这些都是小整数,那么转换成无符号的8位类型如何节省内存呢?

    >>> s.astype(np.uint8)
    0      1
    1      2
    2    249
    dtype: uint8
    

    转换成功,但 -7 被环绕成 249(即 28 - 7)!

    尝试使用pd.to_numeric(s, downcast='unsigned') 向下转换可能有助于防止出现此错误。


    3。 infer_objects()

    pandas 0.21.0 版引入了 infer_objects() 方法,用于将 DataFrame 中具有对象数据类型的列转换为更具体的类型(软转换)。

    例如,这是一个包含两列对象类型的 DataFrame。一个保存实际整数,另一个保存表示整数的字符串:

    >>> df = pd.DataFrame({'a': [7, 1, 5], 'b': ['3','2','1']}, dtype='object')
    >>> df.dtypes
    a    object
    b    object
    dtype: object
    

    使用infer_objects(),您可以将列'a'的类型更改为int64:

    >>> df = df.infer_objects()
    >>> df.dtypes
    a     int64
    b    object
    dtype: object
    

    列 'b' 被单独留下,因为它的值是字符串,而不是整数。如果你想强制两列都为整数类型,你可以改用df.astype(int)


    4。 convert_dtypes()

    1.0 及更高版本包含一个方法convert_dtypes(),用于将Series 和DataFrame 列转换为支持pd.NA 缺失值的最佳dtype。

    这里的“最好的”是指最适合保存值的类型。例如,这是一个pandas整数类型,如果所有的值都是整数(或缺失值):Python整数对象的一个​​对象列转换为Int64,NumPy的一个int32值列,将成为pandas dtype Int32.

    使用我们的object DataFrame df,我们得到以下结果:

    >>> df.convert_dtypes().dtypes                                             
    a     Int64
    b    string
    dtype: object
    

    由于列 'a' 保存整数值,它被转换为 Int64 类型(它能够保存缺失值,与 int64 不同)。

    “b”列包含字符串对象,因此已更改为 pandas'string dtype。

    默认情况下,此方法将根据每列中的对象值推断类型。我们可以通过 infer_objects=False 来改变它:

    >>> df.convert_dtypes(infer_objects=False).dtypes                          
    a    object
    b    string
    dtype: object
    

    现在列“a”仍然是一个对象列:pandas 知道它可以被描述为一个“整数”列(在内部它运行 infer_dtype)但没有准确推断它应该具有什么 dtype 的整数所以没有转换它。列 'b' 再次转换为 'string' dtype,因为它被识别为包含 'string' 值。

    【讨论】:

    • 另外,与 .astype(float) 不同,这会将字符串转换为 NaN,而不是引发错误
    • .convert_objects0.17 以来已弃用 - 请改用 df.to_numeric
    • 有没有办法在astype()error=coerce
    • @fogx 不,没有。你可以refer here
    【解决方案2】:

    这个怎么样?

    a = [['a', '1.2', '4.2'], ['b', '70', '0.03'], ['x', '5', '0']]
    df = pd.DataFrame(a, columns=['one', 'two', 'three'])
    df
    Out[16]: 
      one  two three
    0   a  1.2   4.2
    1   b   70  0.03
    2   x    5     0
    
    df.dtypes
    Out[17]: 
    one      object
    two      object
    three    object
    
    df[['two', 'three']] = df[['two', 'three']].astype(float)
    
    df.dtypes
    Out[19]: 
    one       object
    two      float64
    three    float64
    

    【讨论】:

    • 是的! pd.DataFrame 有一个 dtype 参数,可以让你做你正在寻找的事情。 df = pd.DataFrame(a, columns=['one', 'two', 'three'], dtype=float) In [2]: df.dtypes Out[2]: 一个对象 两个 float64 三个 float64 dtype: object
    • 当我按照建议尝试时,我收到警告 SettingWithCopyWarning: A value is trying to be set on a copy of a slice from a DataFrame. Try using .loc[row_index,col_indexer] = value instead。这可能是在较新版本的 pandas 中引入的,因此我没有发现任何问题,但我只是想知道这个警告是关于什么的。有什么想法吗?
    • @orange 警告是提醒用户注意潜在的混淆行为与链式操作,以及 Pandas 返回的副本而不是编辑数据帧。见stackoverflow.com/questions/20625582/… 和相关的。
    • 这个方法不错,但是当一列有NaN时就不行了。不知道为什么 NaN 在将 float 转换为 int 时不能保持 NaN:ValueError: Cannot convert NA to integer
    • @GillBates 是的,在字典中。 df = pd.DataFrame(a, columns=['one', 'two', 'three'], dtype={'one': str, 'two': int, 'three': float})。不过,我很难找到可接受的“dtype”值的规范。一个列表会很好(目前我做dict(enumerate(my_list)))。
    【解决方案3】:

    下面的代码将改变列的数据类型。

    df[['col.name1', 'col.name2'...]] = df[['col.name1', 'col.name2'..]].astype('data_type')
    

    你可以给你的数据类型代替数据类型。你想要什么,比如 str、float、int 等。

    【讨论】:

    • 请注意,当使用 data_type bool 将其应用于包含字符串 ``` 'True' ``` 和 `` 'False' ``` 的列时,所有内容都会更改为True.
    • 这个选项你也可以转换成类型“category”
    【解决方案4】:

    当我只需要指定特定的列并且我想要明确时,我使用过(根据DOCS LOCATION):

    dataframe = dataframe.astype({'col_name_1':'int','col_name_2':'float64', etc. ...})
    

    因此,使用原始问题,但为其提供列名...

    a = [['a', '1.2', '4.2'], ['b', '70', '0.03'], ['x', '5', '0']]
    df = pd.DataFrame(a, columns=['col_name_1', 'col_name_2', 'col_name_3'])
    df = df.astype({'col_name_2':'float64', 'col_name_3':'float64'})
    

    【讨论】:

      【解决方案5】:

      这是一个函数,它以一个 DataFrame 和一个列列表为参数,并将列中的所有数据强制转换为数字。

      # df is the DataFrame, and column_list is a list of columns as strings (e.g ["col1","col2","col3"])
      # dependencies: pandas
      
      def coerce_df_columns_to_numeric(df, column_list):
          df[column_list] = df[column_list].apply(pd.to_numeric, errors='coerce')
      

      所以,对于你的例子:

      import pandas as pd
      
      def coerce_df_columns_to_numeric(df, column_list):
          df[column_list] = df[column_list].apply(pd.to_numeric, errors='coerce')
      
      a = [['a', '1.2', '4.2'], ['b', '70', '0.03'], ['x', '5', '0']]
      df = pd.DataFrame(a, columns=['col1','col2','col3'])
      
      coerce_df_columns_to_numeric(df, ['col2','col3'])
      

      【讨论】:

      • 如果您想使用列索引而不是列名怎么办?
      【解决方案6】:

      熊猫 >= 1.0

      下面的图表总结了 pandas 中一些最重要的转换。

      到字符串的转换是微不足道的.astype(str),图中没有显示。

      “硬”转化与“软”转化

      请注意,此上下文中的“转换”既可以指将文本数据转换为其实际数据类型(硬转换),也可以为对象列中的数据推断出更合适的数据类型(软转换)。为了说明差异,请看一下

      df = pd.DataFrame({'a': ['1', '2', '3'], 'b': [4, 5, 6]}, dtype=object)
      df.dtypes                                                                  
      
      a    object
      b    object
      dtype: object
      
      # Actually converts string to numeric - hard conversion
      df.apply(pd.to_numeric).dtypes                                             
      
      a    int64
      b    int64
      dtype: object
      
      # Infers better data types for object data - soft conversion
      df.infer_objects().dtypes                                                  
      
      a    object  # no change
      b     int64
      dtype: object
      
      # Same as infer_objects, but converts to equivalent ExtensionType
      df.convert_dtypes().dtypes                                                     
      

      【讨论】:

        【解决方案7】:

        如何创建两个数据框,每个数据框的列具有不同的数据类型,然后将它们附加在一起?

        d1 = pd.DataFrame(columns=[ 'float_column' ], dtype=float)
        d1 = d1.append(pd.DataFrame(columns=[ 'string_column' ], dtype=str))
        

        结果

        In[8}:  d1.dtypes
        Out[8]: 
        float_column     float64
        string_column     object
        dtype: object
        

        创建数据框后,您可以在第一列中填充浮点变量,在第二列中填充字符串(或您想要的任何数据类型)。

        【讨论】:

          【解决方案8】:

          df.info() 为我们提供了 temp 的初始数据类型,即 float64

           #   Column  Non-Null Count  Dtype  
          ---  ------  --------------  -----  
           0   date    132 non-null    object 
           1   temp    132 non-null    float64
          

          现在,使用此代码将数据类型更改为 int64:

          df['temp'] = df['temp'].astype('int64')
          

          如果你再次执行 df.info(),你会看到:

            #   Column  Non-Null Count  Dtype 
           ---  ------  --------------  ----- 
            0   date    132 non-null    object
            1   temp    132 non-null    int64 
          

          这表明您已成功更改列 temp 的数据类型。编码愉快!

          【讨论】:

          • 我喜欢 df.info() 在最后一行中提供内存使用的方式。
          【解决方案9】:

          从 pandas 1.0.0 开始,我们有 pandas.DataFrame.convert_dtypes。您甚至可以控制要转换的类型!

          In [40]: df = pd.DataFrame(
              ...:     {
              ...:         "a": pd.Series([1, 2, 3], dtype=np.dtype("int32")),
              ...:         "b": pd.Series(["x", "y", "z"], dtype=np.dtype("O")),
              ...:         "c": pd.Series([True, False, np.nan], dtype=np.dtype("O")),
              ...:         "d": pd.Series(["h", "i", np.nan], dtype=np.dtype("O")),
              ...:         "e": pd.Series([10, np.nan, 20], dtype=np.dtype("float")),
              ...:         "f": pd.Series([np.nan, 100.5, 200], dtype=np.dtype("float")),
              ...:     }
              ...: )
          
          In [41]: dff = df.copy()
          
          In [42]: df 
          Out[42]: 
             a  b      c    d     e      f
          0  1  x   True    h  10.0    NaN
          1  2  y  False    i   NaN  100.5
          2  3  z    NaN  NaN  20.0  200.0
          
          In [43]: df.dtypes
          Out[43]: 
          a      int32
          b     object
          c     object
          d     object
          e    float64
          f    float64
          dtype: object
          
          In [44]: df = df.convert_dtypes()
          
          In [45]: df.dtypes
          Out[45]: 
          a      Int32
          b     string
          c    boolean
          d     string
          e      Int64
          f    float64
          dtype: object
          
          In [46]: dff = dff.convert_dtypes(convert_boolean = False)
          
          In [47]: dff.dtypes
          Out[47]: 
          a      Int32
          b     string
          c     object
          d     string
          e      Int64
          f    float64
          dtype: object
          

          【讨论】:

            【解决方案10】:
            df = df.astype({"columnname": str})
            

            #e.g - 用于将列类型更改为字符串

            【讨论】:

            【解决方案11】:

            我以为我遇到了同样的问题,但实际上我有一点不同,这使得问题更容易解决。对于其他查看此问题的人,值得检查输入列表的格式。在我的情况下,数字最初是浮点数,而不是问题中的字符串:

            a = [['a', 1.2, 4.2], ['b', 70, 0.03], ['x', 5, 0]]
            

            但是在创建数据框之前过多地处理列表,我会丢失类型,所有内容都变成了字符串。

            通过 numpy 数组创建数据框

            df = pd.DataFrame(np.array(a))
            
            df
            Out[5]: 
               0    1     2
            0  a  1.2   4.2
            1  b   70  0.03
            2  x    5     0
            
            df[1].dtype
            Out[7]: dtype('O')
            

            给出与问题中相同的数据框,其中第 1 列和第 2 列中的条目被视为字符串。然而做

            df = pd.DataFrame(a)
            
            df
            Out[10]: 
               0     1     2
            0  a   1.2  4.20
            1  b  70.0  0.03
            2  x   5.0  0.00
            
            df[1].dtype
            Out[11]: dtype('float64')
            

            确实给出了一个数据框,其中的列格式正确

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