刚刚从dataframe导出到arcgis表时遇到了类似的问题，并无意中发现了usgs (https://my.usgs.gov/confluence/display/cdi/pandas.DataFrame+to+ArcGIS+Table)的解决方案。 简而言之，你的问题有一个类似的解决方案:

df

      A    B    C
ID               
1   NaN  0.2  NaN
2   NaN  NaN  0.5
3   NaN  0.2  0.5
4   0.1  0.2  NaN
5   0.1  0.2  0.5
6   0.1  NaN  0.5
7   0.1  NaN  NaN

np_data = np.array(np.rec.fromrecords(df.values))
np_names = df.dtypes.index.tolist()
np_data.dtype.names = tuple([name.encode('UTF8') for name in np_names])

np_data

array([( nan,  0.2,  nan), ( nan,  nan,  0.5), ( nan,  0.2,  0.5),
       ( 0.1,  0.2,  nan), ( 0.1,  0.2,  0.5), ( 0.1,  nan,  0.5),
       ( 0.1,  nan,  nan)], 
      dtype=(numpy.record, [('A', '<f8'), ('B', '<f8'), ('C', '<f8')]))

下面是我从pandas DataFrame制作结构数组的方法。

创建数据帧

import pandas as pd
import numpy as np
import six

NaN = float('nan')
ID = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
A = [NaN, NaN, NaN, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1]
B = [0.2, NaN, 0.2, 0.2, 0.2, NaN, NaN]
C = [NaN, 0.5, 0.5, NaN, 0.5, 0.5, NaN]
columns = {'A':A, 'B':B, 'C':C}
df = pd.DataFrame(columns, index=ID)
df.index.name = 'ID'
print(df)

      A    B    C
ID               
1   NaN  0.2  NaN
2   NaN  NaN  0.5
3   NaN  0.2  0.5
4   0.1  0.2  NaN
5   0.1  0.2  0.5
6   0.1  NaN  0.5
7   0.1  NaN  NaN

定义函数，从pandas数据帧中创建numpy结构数组(而不是记录数组)。

def df_to_sarray(df):
    """
    Convert a pandas DataFrame object to a numpy structured array.
    This is functionally equivalent to but more efficient than
    np.array(df.to_array())

    :param df: the data frame to convert
    :return: a numpy structured array representation of df
    """

    v = df.values
    cols = df.columns

    if six.PY2:  # python 2 needs .encode() but 3 does not
        types = [(cols[i].encode(), df[k].dtype.type) for (i, k) in enumerate(cols)]
    else:
        types = [(cols[i], df[k].dtype.type) for (i, k) in enumerate(cols)]
    dtype = np.dtype(types)
    z = np.zeros(v.shape[0], dtype)
    for (i, k) in enumerate(z.dtype.names):
        z[k] = v[:, i]
    return z

使用reset_index创建一个新的数据帧，其中包含索引作为其数据的一部分。将该数据帧转换为结构数组。

sa = df_to_sarray(df.reset_index())
sa

array([(1L, nan, 0.2, nan), (2L, nan, nan, 0.5), (3L, nan, 0.2, 0.5),
       (4L, 0.1, 0.2, nan), (5L, 0.1, 0.2, 0.5), (6L, 0.1, nan, 0.5),
       (7L, 0.1, nan, nan)], 
      dtype=[('ID', '<i8'), ('A', '<f8'), ('B', '<f8'), ('C', '<f8')])

编辑:更新df_to_sarray以避免在python 3中调用.encode()时出错。感谢Joseph Garvin和halcyon的评论和解决方案。

使用df.to_numpy ()

它比df好。价值观，这就是为什么

现在是弃用values和as_matrix()的时候了。

pandas v0.24.0引入了两个从pandas对象中获取NumPy数组的新方法:

to_numpy()，它定义在Index、Series和DataFrame对象上 数组，它只在Index和Series对象上定义。

如果你访问v0.24文档中的.values，你会看到一个大大的红色警告，上面写着:

警告:我们建议使用DataFrame.to_numpy()代替。

有关更多信息，请参阅v0.24.0发行说明的这一部分和这个答案。

* - to_numpy()是我推荐的方法，适用于任何需要在未来的许多版本中可靠运行的生产代码。但是，如果您只是在jupyter或终端中制作一个便签本，使用.values来节省几毫秒的输入时间是允许的例外。你可以随时添加合适的n完成后。

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更好的一致性:to_numpy()

为了在整个API中保持更好的一致性，引入了一个新的to_numpy方法，用于从dataframe中提取底层NumPy数组。

# Setup
df = pd.DataFrame(data={'A': [1, 2, 3], 'B': [4, 5, 6], 'C': [7, 8, 9]}, 
                  index=['a', 'b', 'c'])

# Convert the entire DataFrame
df.to_numpy()
# array([[1, 4, 7],
#        [2, 5, 8],
#        [3, 6, 9]])

# Convert specific columns
df[['A', 'C']].to_numpy()
# array([[1, 7],
#        [2, 8],
#        [3, 9]])

如上所述，此方法也定义在Index和Series对象上(参见这里)。

df.index.to_numpy()
# array(['a', 'b', 'c'], dtype=object)

df['A'].to_numpy()
#  array([1, 2, 3])

默认情况下，将返回一个视图，因此所做的任何修改都将影响原始视图。

v = df.to_numpy()
v[0, 0] = -1
 
df
   A  B  C
a -1  4  7
b  2  5  8
c  3  6  9

如果需要复制，则使用to_numpy(copy=True)。

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pandas >=扩展类型1.0更新

如果你用的是熊猫。X，您可能会更多地处理扩展类型。您必须更加小心地确保这些扩展类型被正确地转换。

a = pd.array([1, 2, None], dtype="Int64")                                  
a                                                                          

<IntegerArray>
[1, 2, <NA>]
Length: 3, dtype: Int64 

# Wrong
a.to_numpy()                                                               
# array([1, 2, <NA>], dtype=object)  # yuck, objects

# Correct
a.to_numpy(dtype='float', na_value=np.nan)                                 
# array([ 1.,  2., nan])

# Also correct
a.to_numpy(dtype='int', na_value=-1)
# array([ 1,  2, -1])

这在文档中被提到了。

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如果你需要结果中的dtypes…

如另一个答案DataFrame所示。To_records是一种很好的方法。

df.to_records()
# rec.array([('a', 1, 4, 7), ('b', 2, 5, 8), ('c', 3, 6, 9)],
#           dtype=[('index', 'O'), ('A', '<i8'), ('B', '<i8'), ('C', '<i8')])

不幸的是，to_numpy不能做到这一点。然而，作为替代，你可以使用np.rec.fromrecords:

v = df.reset_index()
np.rec.fromrecords(v, names=v.columns.tolist())
# rec.array([('a', 1, 4, 7), ('b', 2, 5, 8), ('c', 3, 6, 9)],
#           dtype=[('index', '<U1'), ('A', '<i8'), ('B', '<i8'), ('C', '<i8')])

在性能方面，它们几乎是相同的(实际上，使用rec.fromrecords要快一些)。

df2 = pd.concat([df] * 10000)

%timeit df2.to_records()
%%timeit
v = df2.reset_index()
np.rec.fromrecords(v, names=v.columns.tolist())

12.9 ms ± 511 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)
9.56 ms ± 291 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)

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添加新方法的基本原理

to_numpy()(除了数组之外)是在两个GitHub问题GH19954和GH23623下讨论的结果。

具体来说，文档中提到了基本原理:

[…返回值是否为.values还不清楚 实际的阵列，它的一些变换，或熊猫的习俗之一 数组(如Categorical)。例如，对于PeriodIndex， .values 每次生成一个新的周期对象ndarray。[…]

to_numpy旨在提高API的一致性，这是朝着正确方向迈出的重要一步。.values在当前版本中不会被弃用，但我预计这在未来的某个时候可能会发生，因此我会敦促用户尽快迁移到更新的API。

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其他解决方案的批评

DataFrame。如前所述，Values具有不一致的行为。

DataFrame.get_values()在v1.0中被悄悄删除，之前在v0.25中已弃用。在此之前，它只是一个DataFrame的包装器。价值观，所以上面所说的一切都适用。

datafframe .as_matrix()在v1.0中被移除，之前在v0.23中已弃用。不要使用!

您可以使用to_records方法，但是如果dtypes不是您想要的，那么就必须使用它们。在我的例子中，从一个字符串复制了你的DF，索引类型是字符串(由一个对象dtype在pandas中表示):

In [102]: df
Out[102]: 
label    A    B    C
ID                  
1      NaN  0.2  NaN
2      NaN  NaN  0.5
3      NaN  0.2  0.5
4      0.1  0.2  NaN
5      0.1  0.2  0.5
6      0.1  NaN  0.5
7      0.1  NaN  NaN

In [103]: df.index.dtype
Out[103]: dtype('object')
In [104]: df.to_records()
Out[104]: 
rec.array([(1, nan, 0.2, nan), (2, nan, nan, 0.5), (3, nan, 0.2, 0.5),
       (4, 0.1, 0.2, nan), (5, 0.1, 0.2, 0.5), (6, 0.1, nan, 0.5),
       (7, 0.1, nan, nan)], 
      dtype=[('index', '|O8'), ('A', '<f8'), ('B', '<f8'), ('C', '<f8')])
In [106]: df.to_records().dtype
Out[106]: dtype([('index', '|O8'), ('A', '<f8'), ('B', '<f8'), ('C', '<f8')])

转换重数组dtype不为我工作，但在熊猫已经可以这样做:

In [109]: df.index = df.index.astype('i8')
In [111]: df.to_records().view([('ID', '<i8'), ('A', '<f8'), ('B', '<f8'), ('C', '<f8')])
Out[111]:
rec.array([(1, nan, 0.2, nan), (2, nan, nan, 0.5), (3, nan, 0.2, 0.5),
       (4, 0.1, 0.2, nan), (5, 0.1, 0.2, 0.5), (6, 0.1, nan, 0.5),
       (7, 0.1, nan, nan)], 
      dtype=[('ID', '<i8'), ('A', '<f8'), ('B', '<f8'), ('C', '<f8')])

请注意，Pandas没有在导出的记录数组中正确地设置索引的名称(为ID)(一个错误?)，因此我们可以从类型转换中获益，以纠正这一点。

目前Pandas只有8字节整数i8和浮点数f8(参见本期)。

DataFrame的一个更简单的例子:

df

         gbm       nnet        reg
0  12.097439  12.047437  12.100953
1  12.109811  12.070209  12.095288
2  11.720734  11.622139  11.740523
3  11.824557  11.926414  11.926527
4  11.800868  11.727730  11.729737
5  12.490984  12.502440  12.530894

USE:

np.array(df.to_records().view(type=np.matrix))

GET:

array([[(0, 12.097439  , 12.047437, 12.10095324),
        (1, 12.10981081, 12.070209, 12.09528824),
        (2, 11.72073428, 11.622139, 11.74052253),
        (3, 11.82455653, 11.926414, 11.92652727),
        (4, 11.80086775, 11.72773 , 11.72973699),
        (5, 12.49098389, 12.50244 , 12.53089367)]],
dtype=(numpy.record, [('index', '<i8'), ('gbm', '<f8'), ('nnet', '<f4'),
       ('reg', '<f8')]))

要将pandas数据帧(df)转换为numpy ndarray，使用以下代码:

df.values

array([[nan, 0.2, nan],
       [nan, nan, 0.5],
       [nan, 0.2, 0.5],
       [0.1, 0.2, nan],
       [0.1, 0.2, 0.5],
       [0.1, nan, 0.5],
       [0.1, nan, nan]])