query方法
在 pandas 中，支持把字符串形式的查詢表達式傳入 query 方法來查詢數據，其表達式的執行結果必須返回布爾列表。在進行復雜索引時，由于這種檢索方式無需像普通方法一樣重復使用 DataFrame 的名字來引用列名，一般而言會使代碼長度在不降低可讀性的前提下有所減少。
例如
In [61]: df.query('((School == "Fudan University")'
....: ' (Grade == "Senior")'
....: ' (Weight > 70))|'
....: '((School == "Peking University")'
....: ' (Grade != "Senior")'
....: ' (Weight > 80))')
....:
Out[61]:
School Grade Name Gender Weight Transfer
38 Peking University Freshman Qiang Han Male 87.0 N
66 Fudan University Senior Chengpeng Zhou Male 81.0 N
99 Peking University Freshman Changpeng Zhao Male 83.0 N
131 Fudan University Senior Chengpeng Qian Male 73.0 Y
在 query 表達式中，幫用戶注冊了所有來自 DataFrame 的列名，所有屬于該 Series 的方法都可以被調用，和正常的函數調用并沒有區別，例如查詢體重超過均值的學生：
In [62]: df.query('Weight > Weight.mean()').head()
Out[62]:
School Grade Name Gender Weight Transfer
1 Peking University Freshman Changqiang You Male 70.0 N
2 Shanghai Jiao Tong University Senior Mei Sun Male 89.0 N
4 Fudan University Sophomore Gaojuan You Male 74.0 N
10 Shanghai Jiao Tong University Freshman Xiaopeng Zhou Male 74.0 N
14 Tsinghua University Senior Xiaomei Zhou Female 57.0 N
同時，在 query 中還注冊了若干英語的字面用法，幫助提高可讀性，例如： or, and, or, is in, not in 。
例如，篩選出男生中不是大一大二的學生：
In [63]: df.query('(Grade not in ["Freshman", "Sophomore"]) and'
....: '(Gender == "Male")').head()
....:
Out[63]:
School Grade Name Gender Weight Transfer
2 Shanghai Jiao Tong University Senior Mei Sun Male 89.0 N
16 Tsinghua University Junior Xiaoqiang Qin Male 68.0 N
17 Tsinghua University Junior Peng Wang Male 65.0 N
18 Tsinghua University Senior Xiaofeng Sun Male 71.0 N
21 Shanghai Jiao Tong University Senior Xiaopeng Shen Male 62.0 NaN
此外，在字符串中出現與列表的比較時， ==和!= 分別表示元素出現在列表和沒有出現在列表，等價于 is in 和 not in，例如查詢所有大三和大四的學生：
In [64]: df.query('Grade == ["Junior", "Senior"]').head()
Out[64]:
School Grade Name Gender Weight Transfer
2 Shanghai Jiao Tong University Senior Mei Sun Male 89.0 N
7 Tsinghua University Junior Gaoqiang Qian Female 50.0 N
9 Peking University Junior Juan Xu Female NaN N
11 Tsinghua University Junior Xiaoquan Lv Female 43.0 N
12 Shanghai Jiao Tong University Senior Peng You Female 48.0 NaN
對于 query 中的字符串，如果要引用外部變量，只需在變量名前加 @ 符號。例如，取出體重位于70kg到80kg之間的學生：
In [65]: low, high =70, 80
In [66]: df.query('Weight.between(@low, @high)').head()
Out[66]:
School Grade Name Gender Weight Transfer
1 Peking University Freshman Changqiang You Male 70.0 N
4 Fudan University Sophomore Gaojuan You Male 74.0 N
10 Shanghai Jiao Tong University Freshman Xiaopeng Zhou Male 74.0 N
18 Tsinghua University Senior Xiaofeng Sun Male 71.0 N
35 Peking University Freshman Gaoli Zhao Male 78.0 N
隨機抽樣
如果把 DataFrame 的每一行看作一個樣本，或把每一列看作一個特征，再把整個 DataFrame 看作總體，想要對樣本或特征進行隨機抽樣就可以用 sample 函數。有時在拿到大型數據集后，想要對統計特征進行計算來了解數據的大致分布，但是這很費時間。
同時，由于許多統計特征在等概率不放回的簡單隨機抽樣條件下，是總體統計特征的無偏估計，比如樣本均值和總體均值，那么就可以先從整張表中抽出一部分來做近似估計。
sample 函數中的主要參數為 n, axis, frac, replace, weights ，前三個分別是指抽樣數量、抽樣的方向（0為行、1為列）和抽樣比例（0.3則為從總體中抽出30%的樣本）。
replace 和 weights 分別是指是否放回和每個樣本的抽樣相對概率，當 replace = True 則表示有放回抽樣。例如，對下面構造的 df_sample 以 value 值的相對大小為抽樣概率進行有放回抽樣，抽樣數量為3。
In [67]: df_sample = pd.DataFrame({'id': list('abcde'),
....: 'value': [1, 2, 3, 4, 90]})
....:
In [68]: df_sample
Out[68]:
id value
0 a 1
1 b 2
2 c 3
3 d 4
4 e 90
In [69]: df_sample.sample(3, replace = True, weights = df_sample.value)
Out[69]:
id value
4 e 90
4 e 90
4 e 90
補充：pandas.DataFrame.sample 隨機選取若干行
1、數據切片選取
1.1 pandas.DataFrame.sample 隨機選取若干行
1.1.1 功能說明
有時候我們只需要數據集中的一部分，并不需要全部的數據。這個時候我們就要對數據集進行隨機的抽樣。pandas中自帶有抽樣的方法。
功能相似：numpy.random.choice
Generates a random sample from a given 1-D numpy array.
1.1.2 使用說明
1.函數名及功能
DataFrame.sample(n=None, frac=None, replace=False, weights=None, random_state=None, axis=None)[source]
2.輸入參數說明
| 參數名稱 |
參數說明 |
舉例說明 |
| n |
要抽取的行數 |
df.sample(n=3,random_state=1)
提取3行數據列表
注意，使用random_state，以確保可重復性的例子。
|
| frac |
抽取行的比例
例如frac=0.8，就是抽取其中80%。
|
df.sample(frac=0.8, replace=True, random_state=1) |
| replace |
是否為有放回抽樣，
True:有放回抽樣
False:未放回抽樣
|
True:取行數據后，可以重復放回后再取
False:取行數據后不放回，下次取其它行數據
注意：當N>總數據容量，replace設置為值時有效
|
| weights |
字符索引或概率數組
axis=0:為行字符索引或概率數組
axis=1:為列字符索引或概率數組
|
|
| random_state |
int: 隨機數發生器種子
或numpy.random.RandomState
|
random_state=None,取得數據不重復
random_state=1,可以取得重復數據
|
| axis |
選擇抽取數據的行還是列
axis=0:抽取行
axis=1:抽取列
|
也就是說axis=1時，在列中隨機抽取n列，在axis=0時，在行中隨機抽取n行。 |
3. 返回值說明
返回選擇的N行元素的DataFrame對象。
以上為個人經驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教。
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