【Python实战】Pandas：让你像写SQL一样做数据分析（二）
1. 引言
前一篇介绍了Pandas实现简单的SQL操作，本篇中将主要介绍一些相对复杂一点的操作。为了方便后面实操，先给出一份简化版的设备统计数据：
0 android NLL 387546520 2099457911
0 ios NLL 52877990 916421755
1 android 魅族 8995958 120369597
1 android 酷派 9915906 200818172
1 android 三星 16500493 718969514
1 android 小米 23933856 290787590
1 android 华为 26706736 641907761
1 ios 苹果 52877990 916421755
2 android 小米-小米4 2786675 55376581
2 android 魅族-m2-note 4642112 130984205
2 android OPPO-A31 4893428 62976997
2 ios 苹果-iPhone-6s 5728609 99948716
其中，第一列表示维度组合编号，第二列表示操作系统类型，第三列为维度值（NLL表示缺失，即第一行、第二行表示操作系统的统计，其余表示厂商或机型），第三列、第四列分别表示UV、PV；且字段之间为\t分隔。读取该文件为DataFrame：
import pandas as pd
df = pd.read_csv(path, names=['id', 'os', 'dim', 'uv', 'pv'], sep='\t')
2. 实战
Add
在原dataframe上，增加一行数据；可通过dataframe的append函数来追加：
import numpy as np
row_df = pd.DataFrame(np.array([['2', 'ios', '苹果-iPad 4', 3287509, 32891811]]), columns=['id', 'os', 'dim', 'uv', 'pv'])
df = df.append(row_df, ignore_index=True)
增加一列数据，则比较简单：
df['time'] = '2016-07-19'
To Dict
关于android、ios的PV、UV的dict：
def where(df, column_name, id_value):
df = df[df[column_name] == id_value]
return df
def to_dict(df):
"""
{"pv" or "uv" -> {"os": os_value}}
:return: dict
"""
df = where(df, 'id', 0)
df_dict = df.set_index('os')[['uv', 'pv']].to_dict()
return df_dict
Top
group某列后的top值，比如，android、ios的UV top 2的厂商：
def group_top(df, group_col, sort_col, top_n):
"""
get top(`sort_col`) after group by `group_col`
:param df: dataframe
:param group_col: string, column name
:param sort_col: string, column name
:param top_n: int
:return: dataframe
"""
return df.assign(rn=df.sort_values([sort_col], ascending=False)
.groupby(group_col)
.cumcount() + 1) \
.query('rn < ' + str(top_n + 1)) \
.sort_values([group_col, 'rn'])
全局top值加上group某列后的top值，并有去重：
def top(df, group_col, sort_col, top_n):
"""overall top and group top"""
all_top_df = df.nlargest(top_n, columns=sort_col)
grouped_top_df = group_top(df, group_col, sort_col, top_n)
grouped_top_df = grouped_top_df.ix[:, 0:-1]
result_df = pd.concat([all_top_df, grouped_top_df]).drop_duplicates()
return result_df
排序编号
对某列排序后并编号，相当于给出排序名次。比如，对UV的排序编号：
df['rank'] = df['uv'].rank(method='first', ascending=False).apply(lambda x: int(x))
Left Join
Pandas的left join对NULL的列没有指定默认值，下面给出简单的实现：
def left_join(left, right, on, right_col, default_value):
df = pd.merge(left, right, how='left', on=on)
df[right_col] = df[right_col].map(lambda x: default_value if pd.isnull(x) else x)
return df
自定义
对某一列做较为复杂的自定义操作，比如，厂商的UV占比：
def percentage(part, whole):
return round(100*float(part)/float(whole), 2)
os_dict = to_dict(df)
all_uv = sum(os_dict['uv'].values())
df = where(df, 'id', 1)
df['per'] = df.apply(lambda r: percentage(r['uv'], all_uv), axis=1)
重复值
某列的重复值的行：
duplicate = df.duplicated(subset=columns, keep=False)
写MySQL
Pandas的to_sql函数支持Dataframe直接写MySQL数据库。在公司开发时，常常会有办公网与研发网是不通的，Python的sshtunnel模块提供ssh通道，便于入库debug。
import MySQLdb
from sshtunnel import SSHTunnelForwarder
with SSHTunnelForwarder(('porxy host', port),
ssh_password='os passwd',
ssh_username='os user name',
remote_bind_address=('mysql host', 3306)) as server:
conn = MySQLdb.connect(host="127.0.0.1", user="mysql user name", passwd="mysql passwd",
db="db name", port=server.local_bind_port, charset='utf8')
df.to_sql(name='tb name', con=conn, flavor='mysql', if_exists='append', index=False)
