我知道object dtype 列使数据难以使用 pandas 函数进行转换。当我收到这样的数据时，首先想到的是“展平”或取消嵌套列。
我正在使用 pandas 和 Python 函数来解决这类问题。如果您担心上述解决方案的速度，请查看user3483203's answer，因为它使用的是 numpy 并且大多数时候 numpy 更快。如果速度很重要，我推荐Cython 或numba。
方法 0 [pandas >= 0.25]
从pandas 0.25开始，如果只需要展开一个列，可以使用pandas.DataFrame.explode函数：
df.explode('B')
A B
0 1 1
1 1 2
0 2 1
1 2 2
给定一个数据框，其列中的 list 或 NaN 为空。空列表不会导致问题，但NaN 需要用list 填充
df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3, 4],'B': [[1, 2], [1, 2], [], np.nan]})
df.B = df.B.fillna({i: [] for i in df.index}) # replace NaN with []
df.explode('B')
A B
0 1 1
0 1 2
1 2 1
1 2 2
2 3 NaN
3 4 NaN
方法一
apply + pd.Series（通俗易懂但在性能方面不推荐。）
df.set_index('A').B.apply(pd.Series).stack().reset_index(level=0).rename(columns={0:'B'})
Out[463]:
A B
0 1 1
1 1 2
0 2 1
1 2 2
方法二
使用 repeat 和 DataFrame 构造函数，重新创建你的数据框（性能好，不擅长多列）
df=pd.DataFrame({'A':df.A.repeat(df.B.str.len()),'B':np.concatenate(df.B.values)})
df
Out[465]:
A B
0 1 1
0 1 2
1 2 1
1 2 2
方法2.1
例如，除了 A 我们还有 A.1 .....A.n。如果我们仍然使用上面的方法（方法2），我们很难一一重新创建列。
解决方案：join 或 merge 在“取消嵌套”单个列之后使用 index
s=pd.DataFrame({'B':np.concatenate(df.B.values)},index=df.index.repeat(df.B.str.len()))
s.join(df.drop('B',1),how='left')
Out[477]:
B A
0 1 1
0 2 1
1 1 2
1 2 2
如果您需要与之前完全相同的列顺序，请在末尾添加reindex。
s.join(df.drop('B',1),how='left').reindex(columns=df.columns)
方法三
重新创建list
pd.DataFrame([[x] + [z] for x, y in df.values for z in y],columns=df.columns)
Out[488]:
A B
0 1 1
1 1 2
2 2 1
3 2 2
如果多于两列，使用
s=pd.DataFrame([[x] + [z] for x, y in zip(df.index,df.B) for z in y])
s.merge(df,left_on=0,right_index=True)
Out[491]:
0 1 A B
0 0 1 1 [1, 2]
1 0 2 1 [1, 2]
2 1 1 2 [1, 2]
3 1 2 2 [1, 2]
方法四
使用reindex 或loc
df.reindex(df.index.repeat(df.B.str.len())).assign(B=np.concatenate(df.B.values))
Out[554]:
A B
0 1 1
0 1 2
1 2 1
1 2 2
#df.loc[df.index.repeat(df.B.str.len())].assign(B=np.concatenate(df.B.values))
方法五
当列表只包含唯一值时：
df=pd.DataFrame({'A':[1,2],'B':[[1,2],[3,4]]})
from collections import ChainMap
d = dict(ChainMap(*map(dict.fromkeys, df['B'], df['A'])))
pd.DataFrame(list(d.items()),columns=df.columns[::-1])
Out[574]:
B A
0 1 1
1 2 1
2 3 2
3 4 2
方法6
使用numpy 获得高性能：
newvalues=np.dstack((np.repeat(df.A.values,list(map(len,df.B.values))),np.concatenate(df.B.values)))
pd.DataFrame(data=newvalues[0],columns=df.columns)
A B
0 1 1
1 1 2
2 2 1
3 2 2
方法7
使用基函数 itertools cycle 和 chain：纯 python 解决方案只是为了好玩
from itertools import cycle,chain
l=df.values.tolist()
l1=[list(zip([x[0]], cycle(x[1])) if len([x[0]]) > len(x[1]) else list(zip(cycle([x[0]]), x[1]))) for x in l]
pd.DataFrame(list(chain.from_iterable(l1)),columns=df.columns)
A B
0 1 1
1 1 2
2 2 1
3 2 2
泛化到多列
df=pd.DataFrame({'A':[1,2],'B':[[1,2],[3,4]],'C':[[1,2],[3,4]]})
df
Out[592]:
A B C
0 1 [1, 2] [1, 2]
1 2 [3, 4] [3, 4]
自定义功能：
def unnesting(df, explode):
idx = df.index.repeat(df[explode[0]].str.len())
df1 = pd.concat([
pd.DataFrame({x: np.concatenate(df[x].values)}) for x in explode], axis=1)
df1.index = idx
return df1.join(df.drop(explode, 1), how='left')
unnesting(df,['B','C'])
Out[609]:
B C A
0 1 1 1
0 2 2 1
1 3 3 2
1 4 4 2
按列取消嵌套
以上方法都是关于vertical unnesting and explode ，如果你确实需要展开列表horizontal，检查pd.DataFrame构造函数
df.join(pd.DataFrame(df.B.tolist(),index=df.index).add_prefix('B_'))
Out[33]:
A B C B_0 B_1
0 1 [1, 2] [1, 2] 1 2
1 2 [3, 4] [3, 4] 3 4
更新功能
def unnesting(df, explode, axis):
if axis==1:
idx = df.index.repeat(df[explode[0]].str.len())
df1 = pd.concat([
pd.DataFrame({x: np.concatenate(df[x].values)}) for x in explode], axis=1)
df1.index = idx
return df1.join(df.drop(explode, 1), how='left')
else :
df1 = pd.concat([
pd.DataFrame(df[x].tolist(), index=df.index).add_prefix(x) for x in explode], axis=1)
return df1.join(df.drop(explode, 1), how='left')
测试输出
unnesting(df, ['B','C'], axis=0)
Out[36]:
B0 B1 C0 C1 A
0 1 2 1 2 1
1 3 4 3 4 2
2021-02-17 更新原始爆炸功能
def unnesting(df, explode, axis):
if axis==1:
df1 = pd.concat([df[x].explode() for x in explode], axis=1)
return df1.join(df.drop(explode, 1), how='left')
else :
df1 = pd.concat([
pd.DataFrame(df[x].tolist(), index=df.index).add_prefix(x) for x in explode], axis=1)
return df1.join(df.drop(explode, 1), how='left')