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python - Pandas 将数据帧与多索引和重叠索引级别相乘

coder 2023-08-14 原文

我正在努力完成一项本应很简单的任务,但它并没有像我想象的那样工作。我有两个带有多索引和列的数字数据框 A 和 B:

A =    A    B   C    D
X  1  AX1  BX1 CX1  DX1    
   2  AX2  BX2 CX2  DX2    
   3  AX3  BX3 CX3  DX3    
Y  1  AY1  BY1 CY1  DY1    
   2  AY2  BY2 CY2  DY2
   3  AY3  BY3 CY3  DY3



B =        A     B     C     D
X  1   a  AX1a  BX1a  CX1a  DX1a
       b  AX1b  BX1b  CX1b  DX1b
       c  AX1c  BX1c  CX1c  DX1c        

   2   a  AX2a  BX2a  CX2a  DX2a
       b  AX2b  BX2b  CX2b  DX2b
       c  AX2c  BX2c  CX2c  DX2c 

   3   a  AX3a  BX3a  CX3a  DX3a
       b  AX3b  BX3b  CX3b  DX3b
       c  AX3c  BX3c  CX3c  DX3c 

Y  1   a  AY1a  BY1a  CY1a  DY1a
       b  AY1b  BY1b  CY1b  DY1b
       c  AY1c  BY1c  CY1c  DY1c        

   2   a  AY2a  BY2a  CY2a  DY2a
       b  AY2b  BY2b  CY2b  DY2b
       c  AY2c  BY2c  CY2c  DY2c 

   3   a  AY3a  BY3a  CY3a  DY3a
       b  AY3b  BY3b  CY3b  DY3b
       c  AY3c  BY3c  CY3c  DY3c ## Heading ##

我想将 A * B 广播乘以 B 的最内层,我想要生成的数据帧 R,如下所示:

R=              A              B              C              D
X  1   a  (AX1a * AX1)  (BX1a  * BX1)  (CX1a  * CX1)  (DX1a  * DX1)
       b  (AX1b * AX1)  (BX1b  * BX1)  (CX1b  * CX1)  (DX1b  * DX1)
       c  (AX1c * AX1)  (BX1c  * BX1)  (CX1c  * CX1)  (DX1c  * DX1)       

   2   a  (AX2a * AX2)  (BX2a  * BX2)  (CX2a  * CX2)  (DX2a  * DX2)
       b  (AX2b * AX2)  (BX2b  * BX2)  (CX2b  * CX2)  (DX2b  * DX2)
       c  (AX2c * AX2)  (BX2c  * BX2)  (CX2c  * CX2)  (DX2c  * DX2)    

   3   a  (AX3a * AX3)  (BX3a  * BX3)  (CX3a  * CX3)  (DX3a  * DX3)
       b  (AX3b * AX3)  (BX3b  * BX3)  (CX3b  * CX3)  (DX3b  * DX3)
       c  (AX3c * AX3)  (BX3c  * BX3)  (CX3c  * CX3)  (DX3c  * DX3)

Y  1   a  (AY1a * AY1)  (BY1a  * BY1)  (CY1a  * CY1)  (DY1a  * DY1)
       b  (AY1b * AY1)  (BY1b  * BY1)  (CY1b  * CY1)  (DY1b  * DY1)
       c  (AY1c * AY1)  (BY1c  * BY1)  (CY1c  * CY1)  (DY1c  * DY1)       

   2   a  (AY2a * AY2)  (BY2a  * BY2)  (CY2a  * CY2)  (DY2a  * DY2)
       b  (AY2b * AY2)  (BY2b  * BY2)  (CY2b  * CY2)  (DY2b  * DY2)
       c  (AY2c * AY2)  (BY2c  * BY2)  (CY2c  * CY2)  (DY2c  * DY2)    

   3   a  (AY3a * AY3)  (BY3a  * BY3)  (CY3a  * CY3)  (DY3a  * DY3)
       b  (AY3b * AY3)  (BY3b  * BY3)  (CY3b  * CY3)  (DY3b  * DY3)
       c  (AY3c * AY3)  (BY3c  * BY3)  (CY3c  * CY3)  (DY3c  * DY3)        

我尝试通过以下方式将 pandas 乘法函数与 level 关键字一起使用:

b.multiply(a, level=[0,1])

但它会抛出一个错误:“TypeError:在两个 MultiIndex 对象之间的级别上加入是不明确的”

正确的操作方法是什么?

最佳答案

我会简单地使用 DF.reindex在形状较小的 DF 上匹配较大的 DF 形状的索引,并向前填充其中存在的值。然后做乘法。

B.multiply(A.reindex(B.index, method='ffill'))             # Or method='pad'

演示:

准备一些数据:

np.random.seed(42)
midx1 = pd.MultiIndex.from_product([['X', 'Y'], [1,2,3]])
midx2 = pd.MultiIndex.from_product([['X', 'Y'], [1,2,3], ['a','b','c']])
A = pd.DataFrame(np.random.randint(0,2,(6,4)), midx1, list('ABCD'))
B = pd.DataFrame(np.random.randint(2,4,(18,4)), midx2, list('ABCD'))

小型DF:

>>> A

     A  B  C  D
X 1  0  1  0  0
  2  0  1  0  0
  3  0  1  0  0
Y 1  0  0  1  0
  2  1  1  1  0
  3  1  0  1  1

DF:

>>> B 

      A  B  C  D
X 1 a  3  3  3  3
    b  3  3  2  2
    c  3  3  3  2
  2 a  3  2  2  2
    b  2  2  3  3
    c  3  3  3  2
  3 a  3  3  2  3
    b  2  3  2  3
    c  3  2  2  2
Y 1 a  2  2  2  2
    b  2  3  3  2
    c  3  3  3  3
  2 a  2  3  2  3
    b  3  3  2  3
    c  2  3  2  3
  3 a  2  2  3  2
    b  3  3  3  3
    c  3  3  3  3

在确保两者在所有级别共享一个公共(public)索引轴后将它们相乘:

>>> B.multiply(A.reindex(B.index, method='ffill'))

       A  B  C  D
X 1 a  0  3  0  0
    b  0  3  0  0
    c  0  3  0  0
  2 a  0  2  0  0
    b  0  2  0  0
    c  0  3  0  0
  3 a  0  3  0  0
    b  0  3  0  0
    c  0  2  0  0
Y 1 a  0  0  2  0
    b  0  0  3  0
    c  0  0  3  0
  2 a  2  3  2  0
    b  3  3  2  0
    c  2  3  2  0
  3 a  2  0  3  2
    b  3  0  3  3
    c  3  0  3  3

现在您甚至可以在 DF.multiply 中提供 level 参数在那些匹配的索引处进行广播。

关于python - Pandas 将数据帧与多索引和重叠索引级别相乘,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/41493177/

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