我如何创建一个空DataFrame,然后添加行,一个接一个?

我创建了一个空DataFrame:

df = pd.DataFrame(columns=('lib', 'qty1', 'qty2'))

然后我可以在最后添加一个新行,并填充一个字段:

df = df._set_value(index=len(df), col='qty1', value=10.0)

它一次只适用于一个领域。向df中添加新行有什么更好的方法?


当前回答

如果你事先知道条目的数量,你应该通过提供索引来预分配空间(从不同的答案中获得数据示例):

import pandas as pd
import numpy as np
# we know we're gonna have 5 rows of data
numberOfRows = 5
# create dataframe
df = pd.DataFrame(index=np.arange(0, numberOfRows), columns=('lib', 'qty1', 'qty2') )

# now fill it up row by row
for x in np.arange(0, numberOfRows):
    #loc or iloc both work here since the index is natural numbers
    df.loc[x] = [np.random.randint(-1,1) for n in range(3)]
In[23]: df
Out[23]: 
   lib  qty1  qty2
0   -1    -1    -1
1    0     0     0
2   -1     0    -1
3    0    -1     0
4   -1     0     0

速度比较

In[30]: %timeit tryThis() # function wrapper for this answer
In[31]: %timeit tryOther() # function wrapper without index (see, for example, @fred)
1000 loops, best of 3: 1.23 ms per loop
100 loops, best of 3: 2.31 ms per loop

而且,从评论中可以看出,如果尺寸为6000,速度差异会变得更大:

增加数组的大小(12)和行数(500)使 速度上的差异更加显著:313毫秒vs 2.29秒

其他回答

如果你事先知道条目的数量,你应该通过提供索引来预分配空间(从不同的答案中获得数据示例):

import pandas as pd
import numpy as np
# we know we're gonna have 5 rows of data
numberOfRows = 5
# create dataframe
df = pd.DataFrame(index=np.arange(0, numberOfRows), columns=('lib', 'qty1', 'qty2') )

# now fill it up row by row
for x in np.arange(0, numberOfRows):
    #loc or iloc both work here since the index is natural numbers
    df.loc[x] = [np.random.randint(-1,1) for n in range(3)]
In[23]: df
Out[23]: 
   lib  qty1  qty2
0   -1    -1    -1
1    0     0     0
2   -1     0    -1
3    0    -1     0
4   -1     0     0

速度比较

In[30]: %timeit tryThis() # function wrapper for this answer
In[31]: %timeit tryOther() # function wrapper without index (see, for example, @fred)
1000 loops, best of 3: 1.23 ms per loop
100 loops, best of 3: 2.31 ms per loop

而且,从评论中可以看出,如果尺寸为6000,速度差异会变得更大:

增加数组的大小(12)和行数(500)使 速度上的差异更加显著:313毫秒vs 2.29秒

另一种方法(可能不是很有效):

# add a row
def add_row(df, row):
    colnames = list(df.columns)
    ncol = len(colnames)
    assert ncol == len(row), "Length of row must be the same as width of DataFrame: %s" % row
    return df.append(pd.DataFrame([row], columns=colnames))

你也可以像这样增强DataFrame类:

import pandas as pd
def add_row(self, row):
    self.loc[len(self.index)] = row
pd.DataFrame.add_row = add_row

在向dataframe添加大量行的情况下,我对性能感兴趣。所以我尝试了四种最流行的方法,并检查了它们的速度。

性能

使用.append (NPE的答案) 使用。loc (fred的回答) 使用.loc预分配(FooBar的答案) 使用dict并最终创建DataFrame (ShikharDua的回答)

运行时结果(秒):

Approach 1000 rows 5000 rows 10 000 rows
.append 0.69 3.39 6.78
.loc without prealloc 0.74 3.90 8.35
.loc with prealloc 0.24 2.58 8.70
dict 0.012 0.046 0.084

所以我自己用了加法法。


代码:

import pandas as pd
import numpy as np
import time

del df1, df2, df3, df4
numOfRows = 1000
# append
startTime = time.perf_counter()
df1 = pd.DataFrame(np.random.randint(100, size=(5,5)), columns=['A', 'B', 'C', 'D', 'E'])
for i in range( 1,numOfRows-4):
    df1 = df1.append( dict( (a,np.random.randint(100)) for a in ['A','B','C','D','E']), ignore_index=True)
print('Elapsed time: {:6.3f} seconds for {:d} rows'.format(time.perf_counter() - startTime, numOfRows))
print(df1.shape)

# .loc w/o prealloc
startTime = time.perf_counter()
df2 = pd.DataFrame(np.random.randint(100, size=(5,5)), columns=['A', 'B', 'C', 'D', 'E'])
for i in range( 1,numOfRows):
    df2.loc[i]  = np.random.randint(100, size=(1,5))[0]
print('Elapsed time: {:6.3f} seconds for {:d} rows'.format(time.perf_counter() - startTime, numOfRows))
print(df2.shape)

# .loc with prealloc
df3 = pd.DataFrame(index=np.arange(0, numOfRows), columns=['A', 'B', 'C', 'D', 'E'] )
startTime = time.perf_counter()
for i in range( 1,numOfRows):
    df3.loc[i]  = np.random.randint(100, size=(1,5))[0]
print('Elapsed time: {:6.3f} seconds for {:d} rows'.format(time.perf_counter() - startTime, numOfRows))
print(df3.shape)

# dict
startTime = time.perf_counter()
row_list = []
for i in range (0,5):
    row_list.append(dict( (a,np.random.randint(100)) for a in ['A','B','C','D','E']))
for i in range( 1,numOfRows-4):
    dict1 = dict( (a,np.random.randint(100)) for a in ['A','B','C','D','E'])
    row_list.append(dict1)

df4 = pd.DataFrame(row_list, columns=['A','B','C','D','E'])
print('Elapsed time: {:6.3f} seconds for {:d} rows'.format(time.perf_counter() - startTime, numOfRows))
print(df4.shape)

附注:我相信我的实现并不完美,也许还有一些优化可以做。

与ShikharDua的答案(基于行)中的字典列表不同,我们也可以将我们的表表示为一个列表字典(基于列),其中每个列表按行顺序存储一列,前提是我们事先知道我们的列。最后,我们构造一次DataFrame。

在这两种情况下,字典键始终是列名。行顺序隐式存储为列表中的order。对于c列和n行,它使用一个c个字典列表,而不是一个n个字典列表。字典列表方法让每个字典冗余地存储所有键,并且需要为每一行创建一个新字典。这里我们只追加到列表中,这总体上是相同的时间复杂度(向列表和字典中添加条目都是平摊常数时间),但由于操作简单,开销可能更小。

# Current data
data = {"Animal":["cow", "horse"], "Color":["blue", "red"]}

# Adding a new row (be careful to ensure every column gets another value)
data["Animal"].append("mouse")
data["Color"].append("black")

# At the end, construct our DataFrame
df = pd.DataFrame(data)
#   Animal  Color
# 0    cow   blue
# 1  horse    red
# 2  mouse  black

这将负责向空DataFrame添加一个项。问题是对于第一个索引,df.index.max() == nan:

df = pd.DataFrame(columns=['timeMS', 'accelX', 'accelY', 'accelZ', 'gyroX', 'gyroY', 'gyroZ'])

df.loc[0 if math.isnan(df.index.max()) else df.index.max() + 1] = [x for x in range(7)]