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Pandas 数据框到 NumPy 数组转换指南:解决数据处理痛点

python

从 Pandas 数据框到 NumPy 数组:简明扼要的指南

在数据处理和分析领域,Pandas 数据框和 NumPy 数组是两大不可或缺的工具。Pandas 数据框以表格形式组织数据,而 NumPy 数组则以多维数组的形式存储数据。在某些情况下,你需要将 Pandas 数据框转换为 NumPy 数组,以便进行进一步的操作和分析。本指南将逐步讲解如何完成此转换。

步骤 1:导入库

第一步是导入 Pandas 和 NumPy 库:

import pandas as pd
import numpy as np

步骤 2:创建 Pandas 数据框

接下来,你需要使用 Pandas 的 DataFrame() 函数创建一个 Pandas 数据框。例如:

data = {'Name': ['John', 'Jane', 'Bob', 'Alice'],
        'Age': [25, 30, 35, 40],
        'Salary': [1000, 2000, 3000, 4000]}

df = pd.DataFrame(data)

步骤 3:转换为 NumPy 数组

使用数据框的 values 属性将数据框转换为 NumPy 数组:

array = df.values

结果:

转换后的 NumPy 数组将包含数据框中的所有数据:

array([[John  25 1000]
       [Jane  30 2000]
       [Bob   35 3000]
       [Alice 40 4000]])

保留数据类型

默认情况下,values 属性将返回一个浮点型数组。如果你想保留数据框中各列的数据类型,可以使用 to_records() 方法:

array_with_dtypes = df.to_records(index=True)

结果:

转换后的数组将保留数据类型的元信息:

array([(John, 25, 1000),
       (Jane, 30, 2000),
       (Bob, 35, 3000),
       (Alice, 40, 4000)],
      dtype=[('Name', '<U4'), ('Age', '<i4'), ('Salary', '<i4')])

结论

通过遵循这些步骤,你可以轻松地将 Pandas 数据框转换为 NumPy 数组。掌握这些技术将使你能够有效地利用 Pandas 和 NumPy 的优势,从而高效地处理和分析数据。

常见问题解答

  • 为什么需要将 Pandas 数据框转换为 NumPy 数组?

将数据框转换为数组的原因有很多,例如在使用 NumPy 特定的函数和操作时,或者在需要使用 C 语言或 Fortran 代码进行交互时。

  • 如何处理缺失值?

在转换之前,你需要处理数据框中的缺失值。你可以使用 dropna() 函数删除缺失值,也可以使用 fillna() 函数用特定值填充缺失值。

  • 是否可以在转换后返回数据框?

是的,可以使用 DataFrame() 函数从 NumPy 数组创建数据框:

new_df = pd.DataFrame(array)
  • 如何转换带有索引的数据框?

values 属性不会返回索引。如果你需要在转换后的数组中保留索引,可以使用 to_records() 方法或 to_numpy() 方法。

  • 如何提高转换速度?

对于大型数据框,你可以使用 Pandas 的 to_numpy() 方法,该方法在内部使用 Cython 来提高性能。