使用numpy.where可以获得更快的结果。

例如，使用unubtu的设置-

In [76]: df.iloc[np.where(df.A.values=='foo')]
Out[76]: 
     A      B  C   D
0  foo    one  0   0
2  foo    two  2   4
4  foo    two  4   8
6  foo    one  6  12
7  foo  three  7  14

时间比较：

In [68]: %timeit df.iloc[np.where(df.A.values=='foo')]  # fastest
1000 loops, best of 3: 380 µs per loop

In [69]: %timeit df.loc[df['A'] == 'foo']
1000 loops, best of 3: 745 µs per loop

In [71]: %timeit df.loc[df['A'].isin(['foo'])]
1000 loops, best of 3: 562 µs per loop

In [72]: %timeit df[df.A=='foo']
1000 loops, best of 3: 796 µs per loop

In [74]: %timeit df.query('(A=="foo")')  # slowest
1000 loops, best of 3: 1.71 ms per loop

有几种方法可以从Pandas数据帧中选择行：

布尔索引（df[df['col']==value]）位置索引（df.iloc[…]）标签索引（df.xs（…））df.query（…）API

下面我向您展示了每种方法的示例，并给出了何时使用某些技术的建议。假设我们的标准是列“A”==“foo”

（性能注意：对于每种基本类型，我们可以使用Pandas API保持简单，或者我们可以在API之外冒险，通常使用NumPy，并加快速度。）

---

安装程序

我们需要做的第一件事是确定一个条件，它将作为我们选择行的标准。我们将从OP的case column_name=some_value开始，并包括一些其他常见用例。

从@unsubu借款：

import pandas as pd, numpy as np

df = pd.DataFrame({'A': 'foo bar foo bar foo bar foo foo'.split(),
                   'B': 'one one two three two two one three'.split(),
                   'C': np.arange(8), 'D': np.arange(8) * 2})

---

1.布尔索引

…布尔索引需要找到每一行的“A”列的真值等于“foo”，然后使用这些真值来确定要保留的行。通常，我们将这个系列命名为真值数组mask。我们也会在这里这样做。

mask = df['A'] == 'foo'

然后，我们可以使用此掩码对数据帧进行切片或索引

df[mask]

     A      B  C   D
0  foo    one  0   0
2  foo    two  2   4
4  foo    two  4   8
6  foo    one  6  12
7  foo  three  7  14

这是完成这项任务的最简单方法之一，如果性能或直觉不是问题，这应该是您选择的方法。但是，如果性能是一个问题，那么您可能需要考虑创建遮罩的另一种方法。

---

2.位置索引

位置索引（df.iloc[…]）有其用例，但这不是其中之一。为了确定切片的位置，我们首先需要执行与上面相同的布尔分析。这使得我们需要执行一个额外的步骤来完成相同的任务。

mask = df['A'] == 'foo'
pos = np.flatnonzero(mask)
df.iloc[pos]

     A      B  C   D
0  foo    one  0   0
2  foo    two  2   4
4  foo    two  4   8
6  foo    one  6  12
7  foo  three  7  14

3.标签索引

标签索引可能非常方便，但在这种情况下，我们再次做了更多的工作，但没有任何好处

df.set_index('A', append=True, drop=False).xs('foo', level=1)

     A      B  C   D
0  foo    one  0   0
2  foo    two  2   4
4  foo    two  4   8
6  foo    one  6  12
7  foo  three  7  14

4.df.query（）API

pd.DataFrame.query是执行此任务的一种非常优雅/直观的方式，但通常较慢。但是，如果您注意下面的计时，对于大数据，查询是非常有效的。比标准方法更为重要，而且与我的最佳建议具有相似的重要性。

df.query('A == "foo"')

     A      B  C   D
0  foo    one  0   0
2  foo    two  2   4
4  foo    two  4   8
6  foo    one  6  12
7  foo  three  7  14

---

我的首选是使用布尔掩码

实际的改进可以通过修改我们创建布尔掩码的方式来实现。

面罩备选方案1使用基础NumPy数组，并放弃创建另一个pd.Series的开销

mask = df['A'].values == 'foo'

最后我将展示更完整的时间测试，但只需看看我们使用示例数据帧获得的性能提升。首先，我们看一下创建遮罩的区别

%timeit mask = df['A'].values == 'foo'
%timeit mask = df['A'] == 'foo'

5.84 µs ± 195 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000 loops each)
166 µs ± 4.45 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each)

使用NumPy数组评估掩码的速度大约快30倍。这部分是由于NumPy评估速度通常更快。部分原因还在于缺少构建索引和相应的pd.Series对象所需的开销。

接下来，我们将查看使用一个遮罩与另一个遮罩进行切片的时间。

mask = df['A'].values == 'foo'
%timeit df[mask]
mask = df['A'] == 'foo'
%timeit df[mask]

219 µs ± 12.3 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)
239 µs ± 7.03 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)

性能提升并没有那么明显。我们将看看这是否适用于更健壮的测试。

---

掩模备选方案2我们也可以重建数据帧。重构数据帧时有一个很大的警告，在重构时必须注意数据类型！

我们将这样做而不是df[mask]

pd.DataFrame(df.values[mask], df.index[mask], df.columns).astype(df.dtypes)

如果数据帧是混合类型的，我们的例子就是这样，那么当我们得到df.values时，得到的数组是dtype对象，因此，新数据帧的所有列都是dtype。因此需要astype（df.dtypes）并消除任何潜在的性能增益。

%timeit df[m]
%timeit pd.DataFrame(df.values[mask], df.index[mask], df.columns).astype(df.dtypes)

216 µs ± 10.4 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)
1.43 ms ± 39.6 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)

但是，如果数据帧不是混合类型的，这是一种非常有用的方法。

鉴于

np.random.seed([3,1415])
d1 = pd.DataFrame(np.random.randint(10, size=(10, 5)), columns=list('ABCDE'))

d1

   A  B  C  D  E
0  0  2  7  3  8
1  7  0  6  8  6
2  0  2  0  4  9
3  7  3  2  4  3
4  3  6  7  7  4
5  5  3  7  5  9
6  8  7  6  4  7
7  6  2  6  6  5
8  2  8  7  5  8
9  4  7  6  1  5

---

%%timeit
mask = d1['A'].values == 7
d1[mask]

179 µs ± 8.73 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each)

对

%%timeit
mask = d1['A'].values == 7
pd.DataFrame(d1.values[mask], d1.index[mask], d1.columns)

87 µs ± 5.12 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each)

我们把时间缩短了一半。

---

面罩备选方案3

@Unusebu还向我们展示了如何使用pd.Series.isin来说明df[‘A']的每个元素都在一组值中。如果我们的一组值是一个值的集合，即“foo”，则其结果相同。但如果需要，它也可以概括为包含更大的值集。事实证明，尽管这是一个更通用的解决方案，但这仍然很快。唯一真正的损失是那些不熟悉这个概念的人的直觉。

mask = df['A'].isin(['foo'])
df[mask]

     A      B  C   D
0  foo    one  0   0
2  foo    two  2   4
4  foo    two  4   8
6  foo    one  6  12
7  foo  three  7  14

然而，与之前一样，我们可以利用NumPy来提高性能，同时几乎不牺牲任何东西。我们将使用np.in1d

mask = np.in1d(df['A'].values, ['foo'])
df[mask]

     A      B  C   D
0  foo    one  0   0
2  foo    two  2   4
4  foo    two  4   8
6  foo    one  6  12
7  foo  three  7  14

---

计时

我将包括其他文章中提到的其他概念，以供参考。

下面的代码

此表中的每一列表示不同长度的数据帧，我们将在该数据帧上测试每个函数。每列显示所用的相对时间，最快的函数的基索引为1.0。

res.div(res.min())

                         10        30        100       300       1000      3000      10000     30000
mask_standard         2.156872  1.850663  2.034149  2.166312  2.164541  3.090372  2.981326  3.131151
mask_standard_loc     1.879035  1.782366  1.988823  2.338112  2.361391  3.036131  2.998112  2.990103
mask_with_values      1.010166  1.000000  1.005113  1.026363  1.028698  1.293741  1.007824  1.016919
mask_with_values_loc  1.196843  1.300228  1.000000  1.000000  1.038989  1.219233  1.037020  1.000000
query                 4.997304  4.765554  5.934096  4.500559  2.997924  2.397013  1.680447  1.398190
xs_label              4.124597  4.272363  5.596152  4.295331  4.676591  5.710680  6.032809  8.950255
mask_with_isin        1.674055  1.679935  1.847972  1.724183  1.345111  1.405231  1.253554  1.264760
mask_with_in1d        1.000000  1.083807  1.220493  1.101929  1.000000  1.000000  1.000000  1.144175

您会注意到，mask_with_values和mask_wwith_in1d之间似乎共享了最快的时间。

res.T.plot(loglog=True)

功能

def mask_standard(df):
    mask = df['A'] == 'foo'
    return df[mask]

def mask_standard_loc(df):
    mask = df['A'] == 'foo'
    return df.loc[mask]

def mask_with_values(df):
    mask = df['A'].values == 'foo'
    return df[mask]

def mask_with_values_loc(df):
    mask = df['A'].values == 'foo'
    return df.loc[mask]

def query(df):
    return df.query('A == "foo"')

def xs_label(df):
    return df.set_index('A', append=True, drop=False).xs('foo', level=-1)

def mask_with_isin(df):
    mask = df['A'].isin(['foo'])
    return df[mask]

def mask_with_in1d(df):
    mask = np.in1d(df['A'].values, ['foo'])
    return df[mask]

---

测试

res = pd.DataFrame(
    index=[
        'mask_standard', 'mask_standard_loc', 'mask_with_values', 'mask_with_values_loc',
        'query', 'xs_label', 'mask_with_isin', 'mask_with_in1d'
    ],
    columns=[10, 30, 100, 300, 1000, 3000, 10000, 30000],
    dtype=float
)

for j in res.columns:
    d = pd.concat([df] * j, ignore_index=True)
    for i in res.index:a
        stmt = '{}(d)'.format(i)
        setp = 'from __main__ import d, {}'.format(i)
        res.at[i, j] = timeit(stmt, setp, number=50)

---

特殊时间安排

看看在整个数据帧中只有一个非对象数据类型的特殊情况。

下面的代码

spec.div(spec.min())

                     10        30        100       300       1000      3000      10000     30000
mask_with_values  1.009030  1.000000  1.194276  1.000000  1.236892  1.095343  1.000000  1.000000
mask_with_in1d    1.104638  1.094524  1.156930  1.072094  1.000000  1.000000  1.040043  1.027100
reconstruct       1.000000  1.142838  1.000000  1.355440  1.650270  2.222181  2.294913  3.406735

事实证明，经过几百行的重建是不值得的。

spec.T.plot(loglog=True)

功能

np.random.seed([3,1415])
d1 = pd.DataFrame(np.random.randint(10, size=(10, 5)), columns=list('ABCDE'))

def mask_with_values(df):
    mask = df['A'].values == 'foo'
    return df[mask]

def mask_with_in1d(df):
    mask = np.in1d(df['A'].values, ['foo'])
    return df[mask]

def reconstruct(df):
    v = df.values
    mask = np.in1d(df['A'].values, ['foo'])
    return pd.DataFrame(v[mask], df.index[mask], df.columns)

spec = pd.DataFrame(
    index=['mask_with_values', 'mask_with_in1d', 'reconstruct'],
    columns=[10, 30, 100, 300, 1000, 3000, 10000, 30000],
    dtype=float
)

测试

for j in spec.columns:
    d = pd.concat([df] * j, ignore_index=True)
    for i in spec.index:
        stmt = '{}(d)'.format(i)
        setp = 'from __main__ import d, {}'.format(i)
        spec.at[i, j] = timeit(stmt, setp, number=50)

要选择列值等于标量some_value的行，请使用==：

df.loc[df['column_name'] == some_value]

要选择列值在可迭代的some_values中的行，请使用isin：

df.loc[df['column_name'].isin(some_values)]

将多个条件与&组合：

df.loc[(df['column_name'] >= A) & (df['column_name'] <= B)]

注意括号。由于Python的运算符优先级规则，&binding比<=和>=更紧密。因此，最后一个示例中的括号是必要的。没有括号

df['column_name'] >= A & df['column_name'] <= B

解析为

df['column_name'] >= (A & df['column_name']) <= B

这导致序列的真值是模糊错误。

---

要选择列值不等于some_value的行，请使用！=：

df.loc[df['column_name'] != some_value]

isin返回布尔级数，因此要选择值不在some_values中的行，请使用~：

df.loc[~df['column_name'].isin(some_values)]

---

例如

import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame({'A': 'foo bar foo bar foo bar foo foo'.split(),
                   'B': 'one one two three two two one three'.split(),
                   'C': np.arange(8), 'D': np.arange(8) * 2})
print(df)
#      A      B  C   D
# 0  foo    one  0   0
# 1  bar    one  1   2
# 2  foo    two  2   4
# 3  bar  three  3   6
# 4  foo    two  4   8
# 5  bar    two  5  10
# 6  foo    one  6  12
# 7  foo  three  7  14

print(df.loc[df['A'] == 'foo'])

产量

     A      B  C   D
0  foo    one  0   0
2  foo    two  2   4
4  foo    two  4   8
6  foo    one  6  12
7  foo  three  7  14

---

如果要包含多个值，请将它们放入列出（或更一般地，任何可迭代的）并使用isin：

print(df.loc[df['B'].isin(['one','three'])])

产量

     A      B  C   D
0  foo    one  0   0
1  bar    one  1   2
3  bar  three  3   6
6  foo    one  6  12
7  foo  three  7  14

---

但是，请注意，如果您希望多次这样做首先创建索引，然后使用df.loc：

df = df.set_index(['B'])
print(df.loc['one'])

产量

       A  C   D
B              
one  foo  0   0
one  bar  1   2
one  foo  6  12

或者，要包含索引中的多个值，请使用df.index.isin：

df.loc[df.index.isin(['one','two'])]

产量

       A  C   D
B              
one  foo  0   0
one  bar  1   2
two  foo  2   4
two  foo  4   8
two  bar  5  10
one  foo  6  12

使用带有panda>=0.25.00的.query更灵活：

由于panda>=0.25.00，我们可以使用查询方法来使用panda方法过滤数据帧，甚至可以使用带有空格的列名。通常，列名中的空格会给出一个错误，但现在我们可以使用backtick（`）来解决这个问题-请参见GitHub：

# Example dataframe
df = pd.DataFrame({'Sender email':['ex@example.com', "reply@shop.com", "buy@shop.com"]})

     Sender email
0  ex@example.com
1  reply@shop.com
2    buy@shop.com

将.query与方法str.endswith一起使用：

df.query('`Sender email`.str.endswith("@shop.com")')

输出

     Sender email
1  reply@shop.com
2    buy@shop.com

---

此外，我们还可以通过在查询中用@前缀来使用局部变量：

domain = 'shop.com'
df.query('`Sender email`.str.endswith(@domain)')

输出

     Sender email
1  reply@shop.com
2    buy@shop.com

下面是一个简单的例子

from pandas import DataFrame

# Create data set
d = {'Revenue':[100,111,222], 
     'Cost':[333,444,555]}
df = DataFrame(d)


# mask = Return True when the value in column "Revenue" is equal to 111
mask = df['Revenue'] == 111

print mask

# Result:
# 0    False
# 1     True
# 2    False
# Name: Revenue, dtype: bool


# Select * FROM df WHERE Revenue = 111
df[mask]

# Result:
#    Cost    Revenue
# 1  444     111

您也可以使用.apply：

df.apply(lambda row: row[df['B'].isin(['one','three'])])

它实际上按行工作（即，将函数应用于每一行）。

输出为

   A      B  C   D
0  foo    one  0   0
1  bar    one  1   2
3  bar  three  3   6
6  foo    one  6  12
7  foo  three  7  14

结果与@unsubu提到的使用相同

df[[df['B'].isin(['one','three'])]]