根据递减值计算新值

Question

问题：

我想做的是将Series 中的值逐步减小一个不断减小的基数。

我不确定这方面的术语 - 我确实认为我可以用 cumsum 和 diff 做点什么，但我认为我正在带领自己在那里追逐野鹅......

起始代码：

import pandas as pd

ALLOWANCE = 100
values = pd.Series([85, 10, 25, 30])

期望的输出：

desired = pd.Series([0, 0, 20, 30])

理由：

从ALLOWANCE 的基数开始 - Series 中的每个值都减去剩余的数量，津贴本身也是如此，因此发生以下步骤：

• 从 100 开始，我们可以完全删除 85，所以它变成 0，我们现在将 15 留下为 ALLOWANCE
• 下一个值是10，我们仍然有15，所以这又变成了0，我们还有5。
• 下一个值是25 - 我们只剩下5，所以它变成了20，现在我们没有更多的余量了。
• 下一个值是30，由于没有余量，所以值保持为30。

Answer 1

按照您对cumsum 和diff 的初步想法，您可以这样写：

>>> (values.cumsum() - ALLOWANCE).clip_lower(0).diff().fillna(0)
0     0
1     0
2    20
3    30
dtype: float64

这是values 减去限额的累计总和。负值被裁剪为零（因为我们不关心数字，直到我们透支了我们的津贴）。从那里，您可以计算差异。

但是，如果第一个值可能大于允许值，则首选以下两行变化：

s = (values.cumsum() - ALLOWANCE).clip_lower(0)
desired = s.diff().fillna(s)

这会用“第一个值 - 容差”值填充第一个 NaN 值。因此，在 ALLOWANCE 降低到 75 的情况下，它会以 Series([10, 10, 25, 30]) 的形式返回 desired。

Answer 2

您对cumsum 和diff 的想法有效。它看起来并不太复杂；不确定是否有更短的解决方案。首先，我们计算累积和，对其进行运算，然后返回（diff 有点像cumsum 的反函数）。

import math

c = values.cumsum() - ALLOWANCE
# now we've got [-15, -5, 20, 50]
c[c < 0] = 0 # negative values don't make sense here

# (c - c.shift(1)) # <-- what I had first: diff by accident

# it is important that we don't fill with 0, in case that the first
# value is greater than ALLOWANCE
c.diff().fillna(math.max(0, values[0] - ALLOWANCE))

Answer 3

这可能不是那么高效，但目前这是 Pandas 使用 rolling_apply 执行此操作的方式：

In [53]:

ALLOWANCE = 100
def reduce(x):
    global ALLOWANCE
    # short circuit if we've already reached 0
    if ALLOWANCE == 0:
        return x
    val = max(0, x - ALLOWANCE)
    ALLOWANCE = max(0, ALLOWANCE - x)
    return val

pd.rolling_apply(values, window=1, func=reduce)
Out[53]:
0     0
1     0
2    20
3    30
dtype: float64

或者更简单地说：

In [58]:

values.apply(reduce)
Out[58]:
0     0
1     0
2    20
3    30
dtype: int64

Answer 4

它应该与 while 循环一起使用：

ii = 0
while (ALLOWANCE > 0 and ii < len(values)):
    if (ALLOWANCE > values[ii]):
        ALLOWANCE -= values[ii]
        values[ii] = 0
    else:
        values[ii] -= ALLOWANCE
        ALLOWANCE = 0
    ii += 1