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按周分组时序数据,如何避免跨越月份?

python

## 按周分组时序数据,而不超过一个月

### 问题:按时间间隔分组,而不跨越特定时间间隔

在处理时序数据时,按时间间隔进行分组十分常见,例如,按天、按周或按月。但是,有时我们可能需要按特定时间间隔分组,同时确保分组不会跨越另一个时间间隔。例如,按周分组时,我们可能希望确保每个周分组不会跨越多个月。

### 解决方案:利用 Pandas 的按组采样和自定义分组对象

要利用 Pandas 按周分组时序数据,而不跨越一个月,我们可以使用 resample() 函数结合 Grouper() 对象。以下是具体步骤:

  1. 创建按周分组规则

    grouper = pd.Grouper(freq='W', closed='left')
    

    grouper 对象的 freq 参数指定按周分组,closed 参数指定分组区间为左闭右开,即每个周分组从星期一开始,到星期天结束。

  2. 按周分组数据

    df_resampled = df.resample('W', on='Date', groups=grouper).sum()
    

    resample() 函数的 on 参数指定按 Date 列分组,groups 参数指定分组规则。sum() 函数对每个周分组中的数据进行求和。

  3. 调整索引

    df_resampled.index = pd.to_datetime(df_resampled.index.map(lambda x: x.strftime('%Y-%m-%d')))
    

    此步骤将 df_resampled 的索引转换为日期格式,并格式化为 '%Y-%m-%d',以获得按周分组的结果。

### 示例:按周分组,而不跨越一个月

考虑以下 Pandas 数据框 df

                Date   Value
0  2021-01-15   4
1  2021-01-17   3
2  2021-01-19  10
3  2021-02-04   1

使用上述步骤按周分组,而不跨越一个月,得到以下结果:

                Week   Sum_value
0  2021-01-01-2021-01-06   0
1  2021-01-08-2021-01-14   1
2  2021-01-15-2021-01-21   17
3  2021-01-22-2021-01-28   0
4  2021-01-29-2021-01-31   5

正如预期,结果按周分组,且每个周分组不跨越多个月。

### 注意事项:

  • 如果数据中有缺失值,在按周分组之前,应该用 fillna() 函数处理缺失值。
  • 如果分组后的时间间隔不满足需要,可以通过修改 grouper 对象的 freqclosed 参数调整分组规则。

### 常见问题解答

  1. 如何处理跨月的数据?
    如果数据跨越多个月,resample() 函数将按指定的时间间隔分组,而不考虑月份。
  2. 如何自定义分组区间?
    可以使用 Grouper() 对象的 closed 参数自定义分组区间,例如 closed='right' 表示分组区间为右闭左开。
  3. 如何对分组后的数据进行计算?
    可以在 resample() 函数中指定一个聚合函数,例如 sum()mean()count(),对分组后的数据进行计算。
  4. 如何避免分组跨越月份?
    通过设置 grouper 对象的 closed 参数为 left,可以确保分组区间为左闭右开,这样每个周分组都从星期一开始,到星期天结束。
  5. 如何处理不完整的周数据?
    如果数据不包含完整的周,resample() 函数将自动对不完整的周进行填充,例如用 fillna() 函数填充缺失值或重复最近的值。