在 Pandas 中广播列表答案

【问题标题】：Broadcasting a list in Pandas在 Pandas 中广播列表
【发布时间】：2014-02-08 18:22:42
【问题描述】：

我有一个数据框 (a) ，我想从中减去一个列表 (b)，按列：

import numpy as np
import pandas as pd

In:a=pd.DataFrame(np.arange(0,20).reshape(5,4))
   print(a)

Out:   0   1   2   3
   0   0   1   2   3
   1   4   5   6   7
   2   8   9  10  11
   3  12  13  14  15
   4  16  17  18  19

In: b=[1,2,3,4,5]

我希望这个操作可以工作：

c=a-b

但是我得到一个错误。

下面的操作做了我想要的，但它不优雅。这样做的正确方法是什么？

In: c=(a.T-b).T
    print(a)

Out:  0   1   2   3
  0  -1   0   1   2
  1   2   3   4   5
  2   5   6   7   8
  3   8   9  10  11
  4  11  12  13  14

【问题讨论】：

标签： python numpy pandas broadcast

【解决方案1】：

我建议使用sub:

>>> a = pd.DataFrame(np.arange(0,20).reshape(5,4))
>>> b = [1,2,3,4,5]
>>> a.sub(b, axis=0)
    0   1   2   3
0  -1   0   1   2
1   2   3   4   5
2   5   6   7   8
3   8   9  10  11
4  11  12  13  14

[5 rows x 4 columns]
>>> np.allclose(a.sub(b,axis=0), (a.T-b).T)
True

【讨论】：

我试图记住正确/更好的方法是什么，但不记得这个，所以我发布了apply 作为答案。
Ed，在这种情况下，'sub' 是我一直在寻找的东西，但我肯定会把 'apply lambda' 方法放在我的后兜里——队列中的下一个问题不是直接减法。谢谢！

【解决方案2】：

我认为这可能更容易阅读和理解：

In [12]:

import numpy as np
a=pd.DataFrame(np.arange(0,20).reshape(5,4))
b=[1,2,3,4,5]

In [13]:

print (a.T-array(b)).T
    0   1   2   3
0  -1   0   1   2
1   2   3   4   5
2   5   6   7   8
3   8   9  10  11
4  11  12  13  14

或者这样：

a-(np.zeros(a.shape)+array(b)[...,np.newaxis])

矩阵操作将是最慢的，内置.sub()@DSM 和数组广播方法将同样快：

In [31]:                                  

%timeit a.sub(b, axis=0)                  
1000 loops, best of 3: 565 us per loop    
In [32]:                                  

%timeit a-(np.zeros(a.shape)+array(b)[...,np.newaxis])
1000 loops, best of 3: 572 us per loop    
In [33]:                                  

%timeit (a.T-array(b)).T                
1000 loops, best of 3: 896 us per loop

如果您想知道，lambda 版本是最慢的，python 中经常出现这种情况：

In [36]:

%timeit a.apply(lambda x: x-b)
100 loops, best of 3: 2.63 ms per loop

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以使用 apply 并使用 lambda 按列减去列表值：

In [11]:

import pandas as pd
a=pd.DataFrame(np.arange(0,20).reshape(5,4))
b=[1,2,3,4,5]

a

Out[11]:

    0   1   2   3
0   0   1   2   3
1   4   5   6   7
2   8   9  10  11
3  12  13  14  15
4  16  17  18  19

[5 rows x 4 columns]

In [12]:

c=a.apply(lambda x: x-b)
c

Out[12]:

    0   1   2   3
0  -1   0   1   2
1   2   3   4   5
2   5   6   7   8
3   8   9  10  11
4  11  12  13  14

[5 rows x 4 columns]

【讨论】：