在pandas 0.25中，由于增加了explosion()方法，爆炸一个类似列表的列被大大简化了:

df = pd.DataFrame({'A': [1, 2], 'B': [[1, 2], [1, 2]]})
df.explode('B')

Out:

   A  B
0  1  1
0  1  2
1  2  1
1  2  2

因为通常子列表的长度是不同的，join/merge的计算成本要高得多。我对不同长度的子列表和更多正常列重新测试了该方法。

MultiIndex也应该是一种更简单的编写方法，并且具有与numpy方法几乎相同的性能。

令人惊讶的是，在我的实现理解方式有最好的表现。

def stack(df):
    return df.set_index(['A', 'C']).B.apply(pd.Series).stack()


def comprehension(df):
    return pd.DataFrame([x + [z] for x, y in zip(df[['A', 'C']].values.tolist(), df.B) for z in y])


def multiindex(df):
    return pd.DataFrame(np.concatenate(df.B.values), index=df.set_index(['A', 'C']).index.repeat(df.B.str.len()))


def array(df):
    return pd.DataFrame(
        np.column_stack((
            np.repeat(df[['A', 'C']].values, df.B.str.len(), axis=0),
            np.concatenate(df.B.values)
        ))
    )


import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from timeit import timeit

res = pd.DataFrame(
    index=[
        'stack',
        'comprehension',
        'multiindex',
        'array',
    ],
    columns=[1000, 2000, 5000, 10000, 20000, 50000],
    dtype=float
)

for f in res.index:
    for c in res.columns:
        df = pd.DataFrame({'A': list('abc'), 'C': list('def'), 'B': [['g', 'h', 'i'], ['j', 'k'], ['l']]})
        df = pd.concat([df] * c)
        stmt = '{}(df)'.format(f)
        setp = 'from __main__ import df, {}'.format(f)
        res.at[f, c] = timeit(stmt, setp, number=20)

ax = res.div(res.min()).T.plot(loglog=True)
ax.set_xlabel("N")
ax.set_ylabel("time (relative)")

性能

每种方法的相对时间

df=pd.DataFrame({'A':[1,2],'B':[[1,2],[1,2]]})

pd.concat([df['A'], pd.DataFrame(df['B'].values.tolist())], axis = 1)\
  .melt(id_vars = 'A', value_name = 'B')\
  .dropna()\
  .drop('variable', axis = 1)

    A   B
0   1   1
1   2   1
2   1   2
3   2   2

对我想到的这个方法有什么意见吗?或者同时做concat和melt被认为太“昂贵”?

下面是一个简单的水平爆炸函数，基于@BEN_YO的答案。

import typing
import pandas as pd

def horizontal_explode(df: pd.DataFrame, col_name: str, new_columns: typing.Union[list, None]=None) -> pd.DataFrame:
    t = pd.DataFrame(df[col_name].tolist(), columns=new_columns, index=df.index)
    return pd.concat([df, t], axis=1)

运行示例:

items = [
    ["1", ["a", "b", "c"]],
    ["2", ["d", "e", "f"]]
]

df = pd.DataFrame(items, columns = ["col1", "col2"])
print(df)

t = horizontal_explode(df=df, col_name="col2")
del t["col2"]
print(t)

t = horizontal_explode(df=df, col_name="col2", new_columns=["new_col1", "new_col2", "new_col3"])
del t["col2"]
print(t)

这是相关的输出:

  col1       col2
0    1  [a, b, c]
1    2  [d, e, f]

  col1  0  1  2
0    1  a  b  c
1    2  d  e  f

  col1 new_col1 new_col2 new_col3
0    1        a        b        c
1    2        d        e        f

我把这个问题推广了一下，以便适用于更多的专栏。

我的解决方案的总结:

In[74]: df
Out[74]: 
    A   B             C             columnD
0  A1  B1  [C1.1, C1.2]                D1
1  A2  B2  [C2.1, C2.2]  [D2.1, D2.2, D2.3]
2  A3  B3            C3        [D3.1, D3.2]

In[75]: dfListExplode(df,['C','columnD'])
Out[75]: 
    A   B     C columnD
0  A1  B1  C1.1    D1
1  A1  B1  C1.2    D1
2  A2  B2  C2.1    D2.1
3  A2  B2  C2.1    D2.2
4  A2  B2  C2.1    D2.3
5  A2  B2  C2.2    D2.1
6  A2  B2  C2.2    D2.2
7  A2  B2  C2.2    D2.3
8  A3  B3    C3    D3.1
9  A3  B3    C3    D3.2

完整的例子:

实际的爆炸由3行组成。剩下的是化妆品(多列爆炸，处理字符串而不是爆炸列中的列表，……)。

import pandas as pd
import numpy as np

df=pd.DataFrame( {'A': ['A1','A2','A3'],
                  'B': ['B1','B2','B3'],
                  'C': [ ['C1.1','C1.2'],['C2.1','C2.2'],'C3'],
                  'columnD': [ 'D1',['D2.1','D2.2', 'D2.3'],['D3.1','D3.2']],
                  })
print('df',df, sep='\n')

def dfListExplode(df, explodeKeys):
    if not isinstance(explodeKeys, list):
        explodeKeys=[explodeKeys]
    # recursive handling of explodeKeys
    if len(explodeKeys)==0:
        return df
    elif len(explodeKeys)==1:
        explodeKey=explodeKeys[0]
    else:
        return dfListExplode( dfListExplode(df, explodeKeys[:1]), explodeKeys[1:])
    # perform explosion/unnesting for key: explodeKey
    dfPrep=df[explodeKey].apply(lambda x: x if isinstance(x,list) else [x]) #casts all elements to a list
    dfIndExpl=pd.DataFrame([[x] + [z] for x, y in zip(dfPrep.index,dfPrep.values) for z in y ], columns=['explodedIndex',explodeKey])
    dfMerged=dfIndExpl.merge(df.drop(explodeKey, axis=1), left_on='explodedIndex', right_index=True)
    dfReind=dfMerged.reindex(columns=list(df))
    return dfReind

dfExpl=dfListExplode(df,['C','columnD'])
print('dfExpl',dfExpl, sep='\n')

感谢文友本的回答

我的5美分:

df[['B', 'B2']] = pd.DataFrame(df['B'].values.tolist())

df[['A', 'B']].append(df[['A', 'B2']].rename(columns={'B2': 'B'}),
                      ignore_index=True)

还有5个

df[['B1', 'B2']] = pd.DataFrame([*df['B']]) # if values.tolist() is too boring

(pd.wide_to_long(df.drop('B', 1), 'B', 'A', '')
 .reset_index(level=1, drop=True)
 .reset_index())

两者的结果是一样的

   A  B
0  1  1
1  2  1
2  1  2
3  2  2