与 Stata 的比较
原文：
pandas.pydata.org/docs/getting_started/comparison/comparison_with_stata.html
对于可能来自Stata的潜在用户，本页面旨在演示如何在 pandas 中执行不同的 Stata 操作。
如果您是 pandas 的新手，您可能首先想通过阅读 10 分钟入门 pandas 来熟悉该库。
惯例上，我们按照以下方式导入 pandas 和 NumPy：
In [1]: import pandas as pd
In [2]: import numpy as np
数据结构
通用术语翻译
| pandas | Stata |
|---|---|
DataFrame |
数据集 |
| 列 | 变量 |
| 行 | 观察 |
| groupby | bysort |
NaN |
. |
DataFrame
在 pandas 中，DataFrame类似于 Stata 数据集 - 一个具有带标签列的二维数据源，可以是不同类型的数据。正如本文档所示，几乎可以在 Stata 中应用于数据集的任何操作也可以在 pandas 中完成。
Series
Series是表示DataFrame的一列的数据结构。Stata 没有单独的数据结构用于单列，但总体上，使用Series与在 Stata 中引用数据集的列类似。
Index
每个DataFrame和Series都有一个Index - 数据的行上的标签。Stata 没有完全类似的概念。在 Stata 中，数据集的行基本上是无标签的，除了可以使用_n访问的隐式整数索引。
在 pandas 中，如果未指定索引，则默认也使用整数索引（第一行=0，第二行=1，依此类推）。虽然使用带标签的Index或MultiIndex可以实现复杂的分析，并最终是理解 pandas 的重要部分，但在此比较中，我们将基本上忽略Index，只将DataFrame视为一组列。请参阅索引文档以了解如何有效使用Index。
复制 vs. 原地操作
大多数 pandas 操作返回Series/DataFrame的副本。要使更改“生效”，您需要将其分配给一个新变量：
sorted_df = df.sort_values("col1")
或覆盖原始数据：
df = df.sort_values("col1")
注意
您会看到一些方法可用的inplace=True或copy=False关键字参数：
df.replace(5, inplace=True)
关于在大多数方法（例如dropna）中弃用和移除inplace和copy进行了积极讨论，除了一小部分方法（包括replace）之外。在 Copy-on-Write 的上下文中，这两个关键字将不再必要。提案可以在这里找到。
数据输入/输出
从值构建 DataFrame
可以通过在input语句后放置数据并指定列名来构建 Stata 数据集。
input x y
1 2
3 4
5 6
end
可以以许多不同的方式构建 pandas 的DataFrame，但对于少量值来说，通常将其指定为 Python 字典是方便的，其中键是列名，值是数据。
In [3]: df = pd.DataFrame({"x": [1, 3, 5], "y": [2, 4, 6]})
In [4]: df
Out[4]:
x y
0 1 2
1 3 4
2 5 6
读取外部数据
像 Stata 一样，pandas 提供了从许多格式中读取数据的实用程序。在 pandas 测试中找到的tips数据集（csv）将在接下来的许多示例中使用。
Stata 提供import delimited来将 csv 数据读入内存中的数据集。如果tips.csv文件在当前工作目录中，我们可以按照以下方式导入。
import delimited tips.csv
pandas 的方法是read_csv()，其工作方式类似。此外，如果提供了 url，它还会自动下载数据集。
In [5]: url = (
...: "https://raw.githubusercontent.com/pandas-dev"
...: "/pandas/main/pandas/tests/io/data/csv/tips.csv"
...: )
...:
In [6]: tips = pd.read_csv(url)
In [7]: tips
Out[7]:
total_bill tip sex smoker day time size
0 16.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 10.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 21.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 23.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 24.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 29.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 27.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 22.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 17.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 18.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[244 rows x 7 columns]
类似于import delimited，read_csv()可以接受许多参数来指定数据应如何解析。例如，如果数据实际上是制表符分隔的，没有列名，并且存在于当前工作目录中，则 pandas 命令将是：
tips = pd.read_csv("tips.csv", sep="\t", header=None)
# alternatively, read_table is an alias to read_csv with tab delimiter
tips = pd.read_table("tips.csv", header=None)
pandas 也可以使用read_stata()函数读取.dta格式的 Stata 数据集。
df = pd.read_stata("data.dta")
除了文本/csv 和 Stata 文件外，pandas 还支持各种其他数据格式，如 Excel、SAS、HDF5、Parquet 和 SQL 数据库。这些都是通过pd.read_*函数读取的。有关更多详细信息，请参阅 IO 文档。
限制输出
默认情况下，pandas 会截断大型DataFrame的输出，以显示第一行和最后一行。这可以通过更改 pandas 选项或使用DataFrame.head()或DataFrame.tail()来覆盖。
In [8]: tips.head(5)
Out[8]:
total_bill tip sex smoker day time size
0 16.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 10.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 21.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 23.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 24.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
在 Stata 中的等价操作是：
list in 1/5
导出数据
在 Stata 中import delimited的反操作是export delimited
export delimited tips2.csv
类似于 Stata，read_csv的相反操作是DataFrame.to_csv()。
tips.to_csv("tips2.csv")
pandas 也可以使用DataFrame.to_stata()方法导出为 Stata 文件格式。
tips.to_stata("tips2.dta")
数据操作
列操作
在 Stata 中，可以在新的或现有列上使用generate和replace命令进行任意数学表达式。drop命令会从数据集中删除列。
replace total_bill = total_bill - 2
generate new_bill = total_bill / 2
drop new_bill
pandas 通过在DataFrame中指定各个Series来提供矢量化操作。新列可以以相同方式分配。DataFrame.drop()方法从DataFrame中删除一列。
In [9]: tips["total_bill"] = tips["total_bill"] - 2
In [10]: tips["new_bill"] = tips["total_bill"] / 2
In [11]: tips
Out[11]:
total_bill tip sex smoker day time size new_bill
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2 7.495
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3 4.170
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3 9.505
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2 10.840
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4 11.295
.. ... ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3 13.515
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2 12.590
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2 10.335
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2 7.910
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2 8.390
[244 rows x 8 columns]
In [12]: tips = tips.drop("new_bill", axis=1)
过滤
在 Stata 中，通过对一个或多个列使用if子句来进行过滤。
list if total_bill > 10
数据框可以通过多种方式进行过滤；其中最直观的是使用布尔索引。
In [13]: tips[tips["total_bill"] > 10]
Out[13]:
total_bill tip sex smoker day time size
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
5 23.29 4.71 Male No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[204 rows x 7 columns]
上述语句只是将True/False对象的Series传递给数据框，返回所有具有True的行。
In [14]: is_dinner = tips["time"] == "Dinner"
In [15]: is_dinner
Out[15]:
0 True
1 True
2 True
3 True
4 True
...
239 True
240 True
241 True
242 True
243 True
Name: time, Length: 244, dtype: bool
In [16]: is_dinner.value_counts()
Out[16]:
time
True 176
False 68
Name: count, dtype: int64
In [17]: tips[is_dinner]
Out[17]:
total_bill tip sex smoker day time size
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[176 rows x 7 columns]
如果/然后逻辑
在 Stata 中，if子句也可用于创建新列。
generate bucket = "low" if total_bill < 10
replace bucket = "high" if total_bill >= 10
在 pandas 中，可以使用numpy的where方法来执行相同的操作。
In [18]: tips["bucket"] = np.where(tips["total_bill"] < 10, "low", "high")
In [19]: tips
Out[19]:
total_bill tip sex smoker day time size bucket
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2 high
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3 low
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3 high
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2 high
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4 high
.. ... ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3 high
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2 high
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2 high
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2 high
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2 high
[244 rows x 8 columns]
日期功能
Stata 提供了各种函数来对日期/时间列进行操作。
generate date1 = mdy(1, 15, 2013)
generate date2 = date("Feb152015", "MDY")
generate date1_year = year(date1)
generate date2_month = month(date2)
* shift date to beginning of next month
generate date1_next = mdy(month(date1) + 1, 1, year(date1)) if month(date1) != 12
replace date1_next = mdy(1, 1, year(date1) + 1) if month(date1) == 12
generate months_between = mofd(date2) - mofd(date1)
list date1 date2 date1_year date2_month date1_next months_between
下面显示了等效的 pandas 操作。除了这些功能外，pandas 还支持其他 Stata 中不可用的时间序列功能（如时区处理和自定义偏移）-有关更多详细信息，请参阅时间序列文档。
In [20]: tips["date1"] = pd.Timestamp("2013-01-15")
In [21]: tips["date2"] = pd.Timestamp("2015-02-15")
In [22]: tips["date1_year"] = tips["date1"].dt.year
In [23]: tips["date2_month"] = tips["date2"].dt.month
In [24]: tips["date1_next"] = tips["date1"] + pd.offsets.MonthBegin()
In [25]: tips["months_between"] = tips["date2"].dt.to_period("M") - tips[
....: "date1"
....: ].dt.to_period("M")
....:
In [26]: tips[
....: ["date1", "date2", "date1_year", "date2_month", "date1_next", "months_between"]
....: ]
....:
Out[26]:
date1 date2 date1_year date2_month date1_next months_between
0 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
1 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
2 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
3 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
4 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
.. ... ... ... ... ... ...
239 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
240 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
241 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
242 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
243 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
[244 rows x 6 columns]
选择列
Stata 提供了关键字来选择、删除和重命名列。
keep sex total_bill tip
drop sex
rename total_bill total_bill_2
下面展示了在 pandas 中表达相同操作的方式。
保留特定列
In [27]: tips[["sex", "total_bill", "tip"]]
Out[27]:
sex total_bill tip
0 Female 14.99 1.01
1 Male 8.34 1.66
2 Male 19.01 3.50
3 Male 21.68 3.31
4 Female 22.59 3.61
.. ... ... ...
239 Male 27.03 5.92
240 Female 25.18 2.00
241 Male 20.67 2.00
242 Male 15.82 1.75
243 Female 16.78 3.00
[244 rows x 3 columns]
删除一列
In [28]: tips.drop("sex", axis=1)
Out[28]:
total_bill tip smoker day time size
0 14.99 1.01 No Sun Dinner 2
1 8.34 1.66 No Sun Dinner 3
2 19.01 3.50 No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 No Thur Dinner 2
[244 rows x 6 columns]
重命名列
In [29]: tips.rename(columns={"total_bill": "total_bill_2"})
Out[29]:
total_bill_2 tip sex smoker day time size
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[244 rows x 7 columns]
按值排序
在 Stata 中，通过sort来实现排序
sort sex total_bill
pandas 有一个DataFrame.sort_values()方法，可以按列排序。
In [30]: tips = tips.sort_values(["sex", "total_bill"])
In [31]: tips
Out[31]:
total_bill tip sex smoker day time size
67 1.07 1.00 Female Yes Sat Dinner 1
92 3.75 1.00 Female Yes Fri Dinner 2
111 5.25 1.00 Female No Sat Dinner 1
145 6.35 1.50 Female No Thur Lunch 2
135 6.51 1.25 Female No Thur Lunch 2
.. ... ... ... ... ... ... ...
182 43.35 3.50 Male Yes Sun Dinner 3
156 46.17 5.00 Male No Sun Dinner 6
59 46.27 6.73 Male No Sat Dinner 4
212 46.33 9.00 Male No Sat Dinner 4
170 48.81 10.00 Male Yes Sat Dinner 3
[244 rows x 7 columns]
字符串处理
查找字符串长度
Stata 使用strlen()和ustrlen()函数分别确定 ASCII 和 Unicode 字符串的长度。
generate strlen_time = strlen(time)
generate ustrlen_time = ustrlen(time)
您可以使用Series.str.len()找到字符字符串的长度。在 Python 3 中，所有字符串都是 Unicode 字符串。len包括尾随空格。使用len和rstrip来排除尾随空格。
In [32]: tips["time"].str.len()
Out[32]:
67 6
92 6
111 6
145 5
135 5
..
182 6
156 6
59 6
212 6
170 6
Name: time, Length: 244, dtype: int64
In [33]: tips["time"].str.rstrip().str.len()
Out[33]:
67 6
92 6
111 6
145 5
135 5
..
182 6
156 6
59 6
212 6
170 6
Name: time, Length: 244, dtype: int64
查找子字符串的位置
Stata 使用strpos()函数确定字符串中字符的位置。该函数接受由第一个参数定义的字符串，并搜索您提供的第二个参数作为子字符串的第一个位置。
generate str_position = strpos(sex, "ale")
您可以使用Series.str.find()方法在字符串列中找到字符的位置。find搜索子字符串的第一个位置。如果找到子字符串，则该方法返回其位置。如果未找到，则返回-1。请记住，Python 索引是从零开始的。
In [34]: tips["sex"].str.find("ale")
Out[34]:
67 3
92 3
111 3
145 3
135 3
..
182 1
156 1
59 1
212 1
170 1
Name: sex, Length: 244, dtype: int64
根据位置提取子字符串
Stata 使用substr()函数根据位置从字符串中提取子字符串。
generate short_sex = substr(sex, 1, 1)
使用 pandas，您可以使用[]符号按位置提取字符串中的子字符串。请记住，Python 的索引是从零开始的。
In [35]: tips["sex"].str[0:1]
Out[35]:
67 F
92 F
111 F
145 F
135 F
..
182 M
156 M
59 M
212 M
170 M
Name: sex, Length: 244, dtype: object
提取第 n 个单词
Stata 的word()函数从字符串中返回第 n 个单词。第一个参数是要解析的字符串，第二个参数指定要提取的单词。
clear
input str20 string
"John Smith"
"Jane Cook"
end
generate first_name = word(name, 1)
generate last_name = word(name, -1)
在 pandas 中提取单词的最简单方法是通过空格拆分字符串，然后按索引引用单词。请注意，如果需要，还有更强大的方法。
In [36]: firstlast = pd.DataFrame({"String": ["John Smith", "Jane Cook"]})
In [37]: firstlast["First_Name"] = firstlast["String"].str.split(" ", expand=True)[0]
In [38]: firstlast["Last_Name"] = firstlast["String"].str.rsplit(" ", expand=True)[1]
In [39]: firstlast
Out[39]:
String First_Name Last_Name
0 John Smith John Smith
1 Jane Cook Jane Cook
更改大小写
Stata 的strupper()、strlower()、strproper()、ustrupper()、ustrlower()和ustrtitle()函数分别更改 ASCII 和 Unicode 字符串的大小写。
clear
input str20 string
"John Smith"
"Jane Cook"
end
generate upper = strupper(string)
generate lower = strlower(string)
generate title = strproper(string)
list
等效的 pandas 方法是Series.str.upper()、Series.str.lower()和Series.str.title()。
In [40]: firstlast = pd.DataFrame({"string": ["John Smith", "Jane Cook"]})
In [41]: firstlast["upper"] = firstlast["string"].str.upper()
In [42]: firstlast["lower"] = firstlast["string"].str.lower()
In [43]: firstlast["title"] = firstlast["string"].str.title()
In [44]: firstlast
Out[44]:
string upper lower title
0 John Smith JOHN SMITH john smith John Smith
1 Jane Cook JANE COOK jane cook Jane Cook
合并
下表将用于合并示例：
In [45]: df1 = pd.DataFrame({"key": ["A", "B", "C", "D"], "value": np.random.randn(4)})
In [46]: df1
Out[46]:
key value
0 A 0.469112
1 B -0.282863
2 C -1.509059
3 D -1.135632
In [47]: df2 = pd.DataFrame({"key": ["B", "D", "D", "E"], "value": np.random.randn(4)})
In [48]: df2
Out[48]:
key value
0 B 1.212112
1 D -0.173215
2 D 0.119209
3 E -1.044236
在 Stata 中，要执行合并，一个数据集必须在内存中，另一个必须作为磁盘上的文件名引用。相比之下，Python 必须已经将两个DataFrames都加载到内存中。
默认情况下，Stata 执行外连接，合并后两个数据集中的所有观测值都保留在内存中。可以通过使用_merge变量中创建的值，仅保留来自初始数据集、合并数据集或两者交集的观测值。
* First create df2 and save to disk
clear
input str1 key
B
D
D
E
end
generate value = rnormal()
save df2.dta
* Now create df1 in memory
clear
input str1 key
A
B
C
D
end
generate value = rnormal()
preserve
* Left join
merge 1:n key using df2.dta
keep if _merge == 1
* Right join
restore, preserve
merge 1:n key using df2.dta
keep if _merge == 2
* Inner join
restore, preserve
merge 1:n key using df2.dta
keep if _merge == 3
* Outer join
restore
merge 1:n key using df2.dta
pandas DataFrames 具有merge()方法，提供类似的功能。数据不必事先排序，不同的连接类型通过how关键字实现。
In [49]: inner_join = df1.merge(df2, on=["key"], how="inner")
In [50]: inner_join
Out[50]:
key value_x value_y
0 B -0.282863 1.212112
1 D -1.135632 -0.173215
2 D -1.135632 0.119209
In [51]: left_join = df1.merge(df2, on=["key"], how="left")
In [52]: left_join
Out[52]:
key value_x value_y
0 A 0.469112 NaN
1 B -0.282863 1.212112
2 C -1.509059 NaN
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
In [53]: right_join = df1.merge(df2, on=["key"], how="right")
In [54]: right_join
Out[54]:
key value_x value_y
0 B -0.282863 1.212112
1 D -1.135632 -0.173215
2 D -1.135632 0.119209
3 E NaN -1.044236
In [55]: outer_join = df1.merge(df2, on=["key"], how="outer")
In [56]: outer_join
Out[56]:
key value_x value_y
0 A 0.469112 NaN
1 B -0.282863 1.212112
2 C -1.509059 NaN
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
5 E NaN -1.044236
缺失数据
pandas 和 Stata 都有缺失数据的表示。
pandas 用特殊的浮点值NaN（不是一个数字）表示缺失数据。许多语义是相同的；例如，缺失数据通过数值运算传播，并且默认情况下在聚合中被忽略。
In [57]: outer_join
Out[57]:
key value_x value_y
0 A 0.469112 NaN
1 B -0.282863 1.212112
2 C -1.509059 NaN
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
5 E NaN -1.044236
In [58]: outer_join["value_x"] + outer_join["value_y"]
Out[58]:
0 NaN
1 0.929249
2 NaN
3 -1.308847
4 -1.016424
5 NaN
dtype: float64
In [59]: outer_join["value_x"].sum()
Out[59]: -3.5940742896293765
一个区别是缺失数据无法与其标记值进行比较。例如，在 Stata 中，您可以这样过滤缺失值。
* Keep missing values
list if value_x == .
* Keep non-missing values
list if value_x != .
在 pandas 中，Series.isna()和Series.notna()可用于过滤行。
In [60]: outer_join[outer_join["value_x"].isna()]
Out[60]:
key value_x value_y
5 E NaN -1.044236
In [61]: outer_join[outer_join["value_x"].notna()]
Out[61]:
key value_x value_y
0 A 0.469112 NaN
1 B -0.282863 1.212112
2 C -1.509059 NaN
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
pandas 提供了各种方法来处理缺失数据。以下是一些示例：
删除具有缺失值的行
In [62]: outer_join.dropna()
Out[62]:
key value_x value_y
1 B -0.282863 1.212112
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
从前面的行向前填充
In [63]: outer_join.ffill()
Out[63]:
key value_x value_y
0 A 0.469112 NaN
1 B -0.282863 1.212112
2 C -1.509059 1.212112
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
5 E -1.135632 -1.044236
用指定值替换缺失值
使用均值：
In [64]: outer_join["value_x"].fillna(outer_join["value_x"].mean())
Out[64]:
0 0.469112
1 -0.282863
2 -1.509059
3 -1.135632
4 -1.135632
5 -0.718815
Name: value_x, dtype: float64
分组
聚合
Stata 的 collapse 可以用于按一个或多个关键变量分组并计算数值列的聚合。
collapse (sum) total_bill tip, by(sex smoker)
pandas 提供了灵活的 groupby 机制，允许类似的聚合。查看 groupby 文档 获取更多详细信息和示例。
In [65]: tips_summed = tips.groupby(["sex", "smoker"])[["total_bill", "tip"]].sum()
In [66]: tips_summed
Out[66]:
total_bill tip
sex smoker
Female No 869.68 149.77
Yes 527.27 96.74
Male No 1725.75 302.00
Yes 1217.07 183.07
转换
在 Stata 中，如果需要将组聚合与原始数据集一起使用，通常会使用 bysort 与 egen()。例如，要按吸烟者组减去每个观测值的平均值。
bysort sex smoker: egen group_bill = mean(total_bill)
generate adj_total_bill = total_bill - group_bill
pandas 提供了一个 Transformation 机制，允许这些类型的操作在一个操作中简洁地表达。
In [67]: gb = tips.groupby("smoker")["total_bill"]
In [68]: tips["adj_total_bill"] = tips["total_bill"] - gb.transform("mean")
In [69]: tips
Out[69]:
total_bill tip sex smoker day time size adj_total_bill
67 1.07 1.00 Female Yes Sat Dinner 1 -17.686344
92 3.75 1.00 Female Yes Fri Dinner 2 -15.006344
111 5.25 1.00 Female No Sat Dinner 1 -11.938278
145 6.35 1.50 Female No Thur Lunch 2 -10.838278
135 6.51 1.25 Female No Thur Lunch 2 -10.678278
.. ... ... ... ... ... ... ... ...
182 43.35 3.50 Male Yes Sun Dinner 3 24.593656
156 46.17 5.00 Male No Sun Dinner 6 28.981722
59 46.27 6.73 Male No Sat Dinner 4 29.081722
212 46.33 9.00 Male No Sat Dinner 4 29.141722
170 48.81 10.00 Male Yes Sat Dinner 3 30.053656
[244 rows x 8 columns]
按组处理
除了聚合，pandas 的 groupby 还可以用于复制 Stata 中的大多数其他 bysort 处理。例如，以下示例列出了当前排序顺序中按性别/吸烟者组列出的第一个观测值。
bysort sex smoker: list if _n == 1
在 pandas 中，这样写：
In [70]: tips.groupby(["sex", "smoker"]).first()
Out[70]:
total_bill tip day time size adj_total_bill
sex smoker
Female No 5.25 1.00 Sat Dinner 1 -11.938278
Yes 1.07 1.00 Sat Dinner 1 -17.686344
Male No 5.51 2.00 Thur Lunch 2 -11.678278
Yes 5.25 5.15 Sun Dinner 2 -13.506344
其他考虑
磁盘 vs 内存
pandas 和 Stata 都仅在内存中运行。这意味着 pandas 可以加载的数据大小受限于计算机的内存。如果需要离线处理，一个可能的选择是 dask.dataframe 库，它为磁盘上的 DataFrame 提供了一部分 pandas 功能。
数据结构
通用术语翻译
| pandas | Stata |
|---|---|
DataFrame |
数据集 |
| 列 | 变量 |
| 行 | 观测值 |
| groupby | bysort |
NaN |
. |
DataFrame
pandas 中的 DataFrame 类似于 Stata 数据集 - 一个具有标记列的二维数据源，可以是不同类型。正如本文档所示，几乎可以在 Stata 中应用于数据集的任何操作也可以在 pandas 中完成。
Series
Series 是表示 DataFrame 的一列的数据结构。Stata 没有单独的数据结构用于单列，但总体上，与在 Stata 中引用数据集的列类似，使用 Series。
Index
每个 DataFrame 和 Series 都有一个 Index - 数据的 行 上的标签。Stata 没有完全类似的概念。在 Stata 中，数据集的行基本上是无标签的，除了可以通过 _n 访问的隐式整数索引。
在 pandas 中，如果未指定索引，则默认也使用整数索引（第一行 = 0，第二行 = 1，依此类推）。虽然使用带标签的 Index 或 MultiIndex 可以实现复杂的分析，并最终是理解 pandas 的重要部分，但在此比较中，我们将基本上忽略 Index，只将 DataFrame 视为一列集合。请参阅 索引文档 以获取有关如何有效使用 Index 的更多信息。
复制 vs. 原地操作
大多数 pandas 操作返回 Series/DataFrame 的副本。要使更改“生效”，您需要将其分配给一个新变量：
sorted_df = df.sort_values("col1")
或覆盖原始内容：
df = df.sort_values("col1")
注意
您将看到一些方法可用的 inplace=True 或 copy=False 关键字参数：
df.replace(5, inplace=True)
关于大多数方法（例如 dropna）的 inplace 和 copy 的弃用和移除正在进行活跃的讨论，除了一小部分方法（包括 replace）。在写时复制的情况下，这两个关键字将不再必要。提案可以在这里找到。
通用术语翻译
| pandas | Stata |
|---|---|
DataFrame |
数据集 |
| 列 | 变量 |
| 行 | 观察 |
| groupby | bysort |
NaN |
. |
DataFrame
在 pandas 中，一个 DataFrame 类似于 Stata 数据集 - 一个带有标记列的二维数据源，可以是不同类型的。正如本文档所示，几乎任何可以应用于 Stata 数据集的操作也可以在 pandas 中完成。
Series
Series 是表示 DataFrame 的一列的数据结构。Stata 没有单独的数据结构用于单列，但通常，与 Series 一起工作类似于引用 Stata 数据集中的一列。
Index
每个 DataFrame 和 Series 都有一个 Index - 数据的 行 上的标签。Stata 没有完全类似的概念。在 Stata 中，数据集的行基本上是无标签的，除了可以使用 _n 访问的隐式整数索引。
在 pandas 中，如果没有指定索引，也会默认使用整数索引（第一行 = 0，第二行 = 1，依此类推）。虽然使用标记的 Index 或 MultiIndex 可以实现复杂的分析，并且最终是理解 pandas 的重要部分，但在这个比较中，我们基本上会忽略 Index，只将 DataFrame 视为列的集合。请参阅索引文档以了解如何有效使用 Index。
复制 vs. 就地操作
大多数 pandas 操作返回 Series/DataFrame 的副本。要使更改“生效”，您需要将其分配给一个新变量：
sorted_df = df.sort_values("col1")
或覆盖原始内容：
df = df.sort_values("col1")
注意
您将看到一些方法可用的 inplace=True 或 copy=False 关键字参数：
df.replace(5, inplace=True)
关于大多数方法（例如 dropna）的 inplace 和 copy 的弃用和移除正在进行活跃的讨论，除了一小部分方法（包括 replace）。在写时复制的情况下，这两个关键字将不再必要。提案可以在这里找到。
数据输入/输出
从数值构建 DataFrame
可以通过在 input 语句后放置数据并指定列名来从指定值构建 Stata 数据集。
input x y
1 2
3 4
5 6
end
一个 pandas DataFrame可以通过多种不同的方式构建，但对于少量值来说，通常将其指定为 Python 字典会更方便，其中键是列名，值是数据。
In [3]: df = pd.DataFrame({"x": [1, 3, 5], "y": [2, 4, 6]})
In [4]: df
Out[4]:
x y
0 1 2
1 3 4
2 5 6
读取外部数据
像 Stata 一样，pandas 提供了从许多格式中读取数据的实用程序。在 pandas 测试中找到的tips数据集（csv）将在接下来的许多示例中使用。
Stata 提供import delimited将 csv 数据读入内存中的数据集。如果tips.csv文件在当前工作目录中，我们可以这样导入。
import delimited tips.csv
pandas 方法是read_csv()，其工作方式类似。此外，如果提供了 url，它将自动下载数据集。
In [5]: url = (
...: "https://raw.githubusercontent.com/pandas-dev"
...: "/pandas/main/pandas/tests/io/data/csv/tips.csv"
...: )
...:
In [6]: tips = pd.read_csv(url)
In [7]: tips
Out[7]:
total_bill tip sex smoker day time size
0 16.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 10.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 21.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 23.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 24.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 29.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 27.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 22.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 17.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 18.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[244 rows x 7 columns]
像import delimited一样，read_csv()可以接受多个参数来指定数据应如何解析。例如，如果数据实际上是制表符分隔的，没有列名，并且存在于当前工作目录中，则 pandas 命令将是：
tips = pd.read_csv("tips.csv", sep="\t", header=None)
# alternatively, read_table is an alias to read_csv with tab delimiter
tips = pd.read_table("tips.csv", header=None)
pandas 还可以使用read_stata()函数读取.dta格式的 Stata 数据集。
df = pd.read_stata("data.dta")
除了文本/csv 和 Stata 文件外，pandas 还支持各种其他数据格式，如 Excel、SAS、HDF5、Parquet 和 SQL 数据库。所有这些都是通过pd.read_*函数读取的。有关更多详细信息，请参阅 IO 文档。
限制输出
默认情况下，pandas 会截断大型DataFrame的输出以显示第一行和最后一行。这可以通过更改 pandas 选项或使用DataFrame.head()或DataFrame.tail()来覆盖。
In [8]: tips.head(5)
Out[8]:
total_bill tip sex smoker day time size
0 16.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 10.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 21.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 23.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 24.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
在 Stata 中的等效操作是：
list in 1/5
导出数据
在 Stata 中import delimited的反操作是export delimited
export delimited tips2.csv
类似地，在 pandas 中，read_csv的相反操作是DataFrame.to_csv()。
tips.to_csv("tips2.csv")
pandas 还可以使用DataFrame.to_stata()方法导出为 Stata 文件格式。
tips.to_stata("tips2.dta")
从值构建 DataFrame
可以通过在input语句后放置数据并指定列名来从指定值构建 Stata 数据集。
input x y
1 2
3 4
5 6
end
可以以许多不同的方式构建 pandas 的DataFrame，但对于少量值，通常将其指定为 Python 字典是方便的，其中键是列名，值是数据。
In [3]: df = pd.DataFrame({"x": [1, 3, 5], "y": [2, 4, 6]})
In [4]: df
Out[4]:
x y
0 1 2
1 3 4
2 5 6
读取外部数据
与 Stata 类似，pandas 提供了从多种格式中读取数据的实用工具。在 pandas 测试中找到的tips数据集（csv）将在以下许多示例中使用。
Stata 提供了import delimited来将 csv 数据读入内存中的数据集。如果tips.csv文件位于当前工作目录中，我们可以按照以下方式导入它。
import delimited tips.csv
pandas 的方法是read_csv()，其工作方式类似。此外，如果提供了 url，它将自动下载数据集。
In [5]: url = (
...: "https://raw.githubusercontent.com/pandas-dev"
...: "/pandas/main/pandas/tests/io/data/csv/tips.csv"
...: )
...:
In [6]: tips = pd.read_csv(url)
In [7]: tips
Out[7]:
total_bill tip sex smoker day time size
0 16.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 10.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 21.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 23.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 24.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 29.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 27.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 22.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 17.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 18.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[244 rows x 7 columns]
与import delimited类似，read_csv()可以接受许多参数来指定数据的解析方式。例如，如果数据是制表符分隔的，没有列名，并且存在于当前工作目录中，则 pandas 命令将是：
tips = pd.read_csv("tips.csv", sep="\t", header=None)
# alternatively, read_table is an alias to read_csv with tab delimiter
tips = pd.read_table("tips.csv", header=None)
pandas 还可以使用read_stata()函数读取.dta格式的 Stata 数据集。
df = pd.read_stata("data.dta")
除了 text/csv 和 Stata 文件外，pandas 还支持各种其他数据格式，如 Excel、SAS、HDF5、Parquet 和 SQL 数据库。这些都是通过pd.read_*函数读取的。有关更多详细信息，请参阅 IO 文档。
限制输出
默认情况下，pandas 会截断大型DataFrame的输出，以显示第一行和最后一行。可以通过更改 pandas 选项或使用DataFrame.head()或DataFrame.tail()来覆盖此行为。
In [8]: tips.head(5)
Out[8]:
total_bill tip sex smoker day time size
0 16.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 10.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 21.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 23.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 24.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
在 Stata 中的等价操作是：
list in 1/5
导出数据
在 Stata 中，import delimited的反向操作是export delimited。
export delimited tips2.csv
类似地，在 pandas 中，read_csv的反向操作是DataFrame.to_csv()。
tips.to_csv("tips2.csv")
pandas 还可以使用DataFrame.to_stata()方法导出为 Stata 文件格式。
tips.to_stata("tips2.dta")
数据操作
列上的操作
在 Stata 中，可以在新列或现有列上使用generate和replace命令进行任意数学表达式运算。drop命令会从数据集中删除该列。
replace total_bill = total_bill - 2
generate new_bill = total_bill / 2
drop new_bill
pandas 通过在 DataFrame 中指定单独的 Series 来提供矢量化操作。新列可以以相同的方式分配。DataFrame.drop() 方法从 DataFrame 中删除列。
In [9]: tips["total_bill"] = tips["total_bill"] - 2
In [10]: tips["new_bill"] = tips["total_bill"] / 2
In [11]: tips
Out[11]:
total_bill tip sex smoker day time size new_bill
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2 7.495
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3 4.170
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3 9.505
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2 10.840
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4 11.295
.. ... ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3 13.515
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2 12.590
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2 10.335
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2 7.910
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2 8.390
[244 rows x 8 columns]
In [12]: tips = tips.drop("new_bill", axis=1)
筛选
在 Stata 中，通过对一个或多个列使用 if 子句来进行筛选。
list if total_bill > 10
DataFrames 可以通过多种方式进行筛选；其中最直观的是使用布尔索引。
In [13]: tips[tips["total_bill"] > 10]
Out[13]:
total_bill tip sex smoker day time size
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
5 23.29 4.71 Male No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[204 rows x 7 columns]
上述语句只是将一个 Series 对象传递给 DataFrame，返回所有值为 True 的行。
In [14]: is_dinner = tips["time"] == "Dinner"
In [15]: is_dinner
Out[15]:
0 True
1 True
2 True
3 True
4 True
...
239 True
240 True
241 True
242 True
243 True
Name: time, Length: 244, dtype: bool
In [16]: is_dinner.value_counts()
Out[16]:
time
True 176
False 68
Name: count, dtype: int64
In [17]: tips[is_dinner]
Out[17]:
total_bill tip sex smoker day time size
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[176 rows x 7 columns]
If/then 逻辑
在 Stata 中，通过对一个或多个列使用 if 子句来进行筛选。
generate bucket = "low" if total_bill < 10
replace bucket = "high" if total_bill >= 10
pandas 中可以使用 numpy 的 where 方法来执行相同的操作。
In [18]: tips["bucket"] = np.where(tips["total_bill"] < 10, "low", "high")
In [19]: tips
Out[19]:
total_bill tip sex smoker day time size bucket
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2 high
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3 low
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3 high
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2 high
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4 high
.. ... ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3 high
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2 high
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2 high
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2 high
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2 high
[244 rows x 8 columns]
日期功能
Stata 提供了多种函数来对日期/时间列进行操作。
generate date1 = mdy(1, 15, 2013)
generate date2 = date("Feb152015", "MDY")
generate date1_year = year(date1)
generate date2_month = month(date2)
* shift date to beginning of next month
generate date1_next = mdy(month(date1) + 1, 1, year(date1)) if month(date1) != 12
replace date1_next = mdy(1, 1, year(date1) + 1) if month(date1) == 12
generate months_between = mofd(date2) - mofd(date1)
list date1 date2 date1_year date2_month date1_next months_between
下面显示了 pandas 中的等效操作。除了这些函数外，pandas 还支持其他 Stata 中不可用的时间序列功能（如时区处理和自定义偏移）- 有关更多详细信息，请参阅时间序列文档。
In [20]: tips["date1"] = pd.Timestamp("2013-01-15")
In [21]: tips["date2"] = pd.Timestamp("2015-02-15")
In [22]: tips["date1_year"] = tips["date1"].dt.year
In [23]: tips["date2_month"] = tips["date2"].dt.month
In [24]: tips["date1_next"] = tips["date1"] + pd.offsets.MonthBegin()
In [25]: tips["months_between"] = tips["date2"].dt.to_period("M") - tips[
....: "date1"
....: ].dt.to_period("M")
....:
In [26]: tips[
....: ["date1", "date2", "date1_year", "date2_month", "date1_next", "months_between"]
....: ]
....:
Out[26]:
date1 date2 date1_year date2_month date1_next months_between
0 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
1 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
2 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
3 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
4 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
.. ... ... ... ... ... ...
239 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
240 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
241 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
242 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
243 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
[244 rows x 6 columns]
选择列
Stata 提供了关键字来选择、删除和重命名列。
keep sex total_bill tip
drop sex
rename total_bill total_bill_2
下面展示了 pandas 中的相同操作。
保留特定列
In [27]: tips[["sex", "total_bill", "tip"]]
Out[27]:
sex total_bill tip
0 Female 14.99 1.01
1 Male 8.34 1.66
2 Male 19.01 3.50
3 Male 21.68 3.31
4 Female 22.59 3.61
.. ... ... ...
239 Male 27.03 5.92
240 Female 25.18 2.00
241 Male 20.67 2.00
242 Male 15.82 1.75
243 Female 16.78 3.00
[244 rows x 3 columns]
删除一列
In [28]: tips.drop("sex", axis=1)
Out[28]:
total_bill tip smoker day time size
0 14.99 1.01 No Sun Dinner 2
1 8.34 1.66 No Sun Dinner 3
2 19.01 3.50 No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 No Thur Dinner 2
[244 rows x 6 columns]
重命名列
In [29]: tips.rename(columns={"total_bill": "total_bill_2"})
Out[29]:
total_bill_2 tip sex smoker day time size
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[244 rows x 7 columns]
按值排序
在 Stata 中，通过 sort 来实现排序
sort sex total_bill
pandas 有一个 DataFrame.sort_values() 方法，可以按列排序。
In [30]: tips = tips.sort_values(["sex", "total_bill"])
In [31]: tips
Out[31]:
total_bill tip sex smoker day time size
67 1.07 1.00 Female Yes Sat Dinner 1
92 3.75 1.00 Female Yes Fri Dinner 2
111 5.25 1.00 Female No Sat Dinner 1
145 6.35 1.50 Female No Thur Lunch 2
135 6.51 1.25 Female No Thur Lunch 2
.. ... ... ... ... ... ... ...
182 43.35 3.50 Male Yes Sun Dinner 3
156 46.17 5.00 Male No Sun Dinner 6
59 46.27 6.73 Male No Sat Dinner 4
212 46.33 9.00 Male No Sat Dinner 4
170 48.81 10.00 Male Yes Sat Dinner 3
[244 rows x 7 columns]
列操作
在 Stata 中，可以在新列或现有列上使用 generate 和 replace 命令进行任意数学表达式运算。drop 命令会从数据集中删除该列。
replace total_bill = total_bill - 2
generate new_bill = total_bill / 2
drop new_bill
pandas 通过在 DataFrame 中指定单独的 Series 来提供矢量化操作。新列可以以相同的方式分配。DataFrame.drop() 方法从 DataFrame 中删除列。
In [9]: tips["total_bill"] = tips["total_bill"] - 2
In [10]: tips["new_bill"] = tips["total_bill"] / 2
In [11]: tips
Out[11]:
total_bill tip sex smoker day time size new_bill
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2 7.495
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3 4.170
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3 9.505
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2 10.840
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4 11.295
.. ... ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3 13.515
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2 12.590
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2 10.335
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2 7.910
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2 8.390
[244 rows x 8 columns]
In [12]: tips = tips.drop("new_bill", axis=1)
筛选
在 Stata 中，通过对一个或多个列使用 if 子句来进行筛选。
list if total_bill > 10
DataFrames 可以通过多种方式进行筛选；其中最直观的是使用布尔索引。
In [13]: tips[tips["total_bill"] > 10]
Out[13]:
total_bill tip sex smoker day time size
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
5 23.29 4.71 Male No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[204 rows x 7 columns]
上述语句只是将一个 Series 对象传递给 DataFrame，返回所有值为 True 的行。
In [14]: is_dinner = tips["time"] == "Dinner"
In [15]: is_dinner
Out[15]:
0 True
1 True
2 True
3 True
4 True
...
239 True
240 True
241 True
242 True
243 True
Name: time, Length: 244, dtype: bool
In [16]: is_dinner.value_counts()
Out[16]:
time
True 176
False 68
Name: count, dtype: int64
In [17]: tips[is_dinner]
Out[17]:
total_bill tip sex smoker day time size
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[176 rows x 7 columns]
If/then 逻辑
在 Stata 中，也可以使用 if 子句来创建新列。
generate bucket = "low" if total_bill < 10
replace bucket = "high" if total_bill >= 10
在 pandas 中可以使用 numpy 的 where 方法来执行相同的操作。
In [18]: tips["bucket"] = np.where(tips["total_bill"] < 10, "low", "high")
In [19]: tips
Out[19]:
total_bill tip sex smoker day time size bucket
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2 high
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3 low
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3 high
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2 high
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4 high
.. ... ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3 high
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2 high
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2 high
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2 high
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2 high
[244 rows x 8 columns]
日期功能
Stata 提供了多种函数来对日期/时间列进行操作。
generate date1 = mdy(1, 15, 2013)
generate date2 = date("Feb152015", "MDY")
generate date1_year = year(date1)
generate date2_month = month(date2)
* shift date to beginning of next month
generate date1_next = mdy(month(date1) + 1, 1, year(date1)) if month(date1) != 12
replace date1_next = mdy(1, 1, year(date1) + 1) if month(date1) == 12
generate months_between = mofd(date2) - mofd(date1)
list date1 date2 date1_year date2_month date1_next months_between
下面显示了等效的 pandas 操作。除了这些函数之外，pandas 还支持其他在 Stata 中不可用的时间序列功能（例如时区处理和自定义偏移）- 请参阅时间序列文档了解更多详情。
In [20]: tips["date1"] = pd.Timestamp("2013-01-15")
In [21]: tips["date2"] = pd.Timestamp("2015-02-15")
In [22]: tips["date1_year"] = tips["date1"].dt.year
In [23]: tips["date2_month"] = tips["date2"].dt.month
In [24]: tips["date1_next"] = tips["date1"] + pd.offsets.MonthBegin()
In [25]: tips["months_between"] = tips["date2"].dt.to_period("M") - tips[
....: "date1"
....: ].dt.to_period("M")
....:
In [26]: tips[
....: ["date1", "date2", "date1_year", "date2_month", "date1_next", "months_between"]
....: ]
....:
Out[26]:
date1 date2 date1_year date2_month date1_next months_between
0 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
1 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
2 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
3 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
4 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
.. ... ... ... ... ... ...
239 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
240 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
241 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
242 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
243 2013-01-15 2015-02-15 2013 2 2013-02-01 <25 * MonthEnds>
[244 rows x 6 columns]
选择列
Stata 提供了关键字来选择、删除和重命名列。
keep sex total_bill tip
drop sex
rename total_bill total_bill_2
下面展示了 pandas 中相同的操作。
保留特定列
In [27]: tips[["sex", "total_bill", "tip"]]
Out[27]:
sex total_bill tip
0 Female 14.99 1.01
1 Male 8.34 1.66
2 Male 19.01 3.50
3 Male 21.68 3.31
4 Female 22.59 3.61
.. ... ... ...
239 Male 27.03 5.92
240 Female 25.18 2.00
241 Male 20.67 2.00
242 Male 15.82 1.75
243 Female 16.78 3.00
[244 rows x 3 columns]
删除列
In [28]: tips.drop("sex", axis=1)
Out[28]:
total_bill tip smoker day time size
0 14.99 1.01 No Sun Dinner 2
1 8.34 1.66 No Sun Dinner 3
2 19.01 3.50 No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 No Thur Dinner 2
[244 rows x 6 columns]
重命名列
In [29]: tips.rename(columns={"total_bill": "total_bill_2"})
Out[29]:
total_bill_2 tip sex smoker day time size
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[244 rows x 7 columns]
保留特定列
In [27]: tips[["sex", "total_bill", "tip"]]
Out[27]:
sex total_bill tip
0 Female 14.99 1.01
1 Male 8.34 1.66
2 Male 19.01 3.50
3 Male 21.68 3.31
4 Female 22.59 3.61
.. ... ... ...
239 Male 27.03 5.92
240 Female 25.18 2.00
241 Male 20.67 2.00
242 Male 15.82 1.75
243 Female 16.78 3.00
[244 rows x 3 columns]
删除列
In [28]: tips.drop("sex", axis=1)
Out[28]:
total_bill tip smoker day time size
0 14.99 1.01 No Sun Dinner 2
1 8.34 1.66 No Sun Dinner 3
2 19.01 3.50 No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 No Thur Dinner 2
[244 rows x 6 columns]
重命名列
In [29]: tips.rename(columns={"total_bill": "total_bill_2"})
Out[29]:
total_bill_2 tip sex smoker day time size
0 14.99 1.01 Female No Sun Dinner 2
1 8.34 1.66 Male No Sun Dinner 3
2 19.01 3.50 Male No Sun Dinner 3
3 21.68 3.31 Male No Sun Dinner 2
4 22.59 3.61 Female No Sun Dinner 4
.. ... ... ... ... ... ... ...
239 27.03 5.92 Male No Sat Dinner 3
240 25.18 2.00 Female Yes Sat Dinner 2
241 20.67 2.00 Male Yes Sat Dinner 2
242 15.82 1.75 Male No Sat Dinner 2
243 16.78 3.00 Female No Thur Dinner 2
[244 rows x 7 columns]
按值排序
在 Stata 中，通过sort来进行排序
sort sex total_bill
pandas 有一个DataFrame.sort_values()方法，接受一个要排序的列列表。
In [30]: tips = tips.sort_values(["sex", "total_bill"])
In [31]: tips
Out[31]:
total_bill tip sex smoker day time size
67 1.07 1.00 Female Yes Sat Dinner 1
92 3.75 1.00 Female Yes Fri Dinner 2
111 5.25 1.00 Female No Sat Dinner 1
145 6.35 1.50 Female No Thur Lunch 2
135 6.51 1.25 Female No Thur Lunch 2
.. ... ... ... ... ... ... ...
182 43.35 3.50 Male Yes Sun Dinner 3
156 46.17 5.00 Male No Sun Dinner 6
59 46.27 6.73 Male No Sat Dinner 4
212 46.33 9.00 Male No Sat Dinner 4
170 48.81 10.00 Male Yes Sat Dinner 3
[244 rows x 7 columns]
字符串处理
查找字符串的长度
Stata 使用 strlen() 和 ustrlen() 函数分别确定 ASCII 和 Unicode 字符串的长度。
generate strlen_time = strlen(time)
generate ustrlen_time = ustrlen(time)
你可以使用Series.str.len()方法找到字符串的长度。在 Python 3 中，所有字符串都是 Unicode 字符串。len 包括尾随空格。使用 len 和 rstrip 来排除尾随空格。
In [32]: tips["time"].str.len()
Out[32]:
67 6
92 6
111 6
145 5
135 5
..
182 6
156 6
59 6
212 6
170 6
Name: time, Length: 244, dtype: int64
In [33]: tips["time"].str.rstrip().str.len()
Out[33]:
67 6
92 6
111 6
145 5
135 5
..
182 6
156 6
59 6
212 6
170 6
Name: time, Length: 244, dtype: int64
查找子串的位置
Stata 使用 strpos() 函数确定字符串中字符的位置。它接受由第一个参数定义的字符串，并搜索你提供的作为第二个参数的子串的第一个位置。
generate str_position = strpos(sex, "ale")
你可以使用Series.str.find()方法在字符串列中找到字符的位置。find 搜索子串的第一个位置。如果找到子串，则该方法返回其位置。如果未找到，则返回 -1。请记住 Python 的索引是从零开始的。
In [34]: tips["sex"].str.find("ale")
Out[34]:
67 3
92 3
111 3
145 3
135 3
..
182 1
156 1
59 1
212 1
170 1
Name: sex, Length: 244, dtype: int64
按位置提取子串
Stata 使用 substr() 函数根据位置从字符串中提取子串。
generate short_sex = substr(sex, 1, 1)
在 pandas 中，你可以使用[]符号通过位置位置提取字符串的子串。请记住 Python 的索引是从零开始的。
In [35]: tips["sex"].str[0:1]
Out[35]:
67 F
92 F
111 F
145 F
135 F
..
182 M
156 M
59 M
212 M
170 M
Name: sex, Length: 244, dtype: object
提取第 n 个单词
Stata 的 word() 函数从字符串中返回第 n 个单词。第一个参数是要解析的字符串，第二个参数指定要提取的单词。
clear
input str20 string
"John Smith"
"Jane Cook"
end
generate first_name = word(name, 1)
generate last_name = word(name, -1)
在 pandas 中提取单词的最简单方法是通过空格拆分字符串，然后按索引引用单词。请注意，如果需要，还有更强大的方法。
In [36]: firstlast = pd.DataFrame({"String": ["John Smith", "Jane Cook"]})
In [37]: firstlast["First_Name"] = firstlast["String"].str.split(" ", expand=True)[0]
In [38]: firstlast["Last_Name"] = firstlast["String"].str.rsplit(" ", expand=True)[1]
In [39]: firstlast
Out[39]:
String First_Name Last_Name
0 John Smith John Smith
1 Jane Cook Jane Cook
更改大小写
Stata 的 strupper()、strlower()、strproper()、ustrupper()、ustrlower() 和 ustrtitle() 函数分别更改 ASCII 和 Unicode 字符串的大小写。
clear
input str20 string
"John Smith"
"Jane Cook"
end
generate upper = strupper(string)
generate lower = strlower(string)
generate title = strproper(string)
list
等效的 pandas 方法是Series.str.upper()，Series.str.lower()和Series.str.title()。
In [40]: firstlast = pd.DataFrame({"string": ["John Smith", "Jane Cook"]})
In [41]: firstlast["upper"] = firstlast["string"].str.upper()
In [42]: firstlast["lower"] = firstlast["string"].str.lower()
In [43]: firstlast["title"] = firstlast["string"].str.title()
In [44]: firstlast
Out[44]:
string upper lower title
0 John Smith JOHN SMITH john smith John Smith
1 Jane Cook JANE COOK jane cook Jane Cook
查找字符串的长度
Stata 使用strlen()和ustrlen()函数分别确定 ASCII 和 Unicode 字符串的长度。
generate strlen_time = strlen(time)
generate ustrlen_time = ustrlen(time)
您可以使用Series.str.len()找到字符串的长度。在 Python 3 中，所有字符串都是 Unicode 字符串。len 包括尾随空格。使用 len 和 rstrip 来排除尾随空格。
In [32]: tips["time"].str.len()
Out[32]:
67 6
92 6
111 6
145 5
135 5
..
182 6
156 6
59 6
212 6
170 6
Name: time, Length: 244, dtype: int64
In [33]: tips["time"].str.rstrip().str.len()
Out[33]:
67 6
92 6
111 6
145 5
135 5
..
182 6
156 6
59 6
212 6
170 6
Name: time, Length: 244, dtype: int64
查找子字符串的位置
Stata 使用strpos()函数确定字符串中字符的位置。这需要由第一个参数定义的字符串，并搜索您提供为第二个参数的子字符串的第一个位置。
generate str_position = strpos(sex, "ale")
您可以使用Series.str.find()方法找到字符串列中字符的位置。find搜索子字符串的第一个位置。如果找到子字符串，则该方法返回其位置。如果未找到，则返回-1。请记住，Python 的索引是从零开始的。
In [34]: tips["sex"].str.find("ale")
Out[34]:
67 3
92 3
111 3
145 3
135 3
..
182 1
156 1
59 1
212 1
170 1
Name: sex, Length: 244, dtype: int64
按位置提取子字符串
Stata 使用substr()函数根据位置从字符串中提取子字符串。
generate short_sex = substr(sex, 1, 1)
在 pandas 中，您可以使用[]符号按位置位置提取字符串的子字符串。请记住，Python 的索引是从零开始的。
In [35]: tips["sex"].str[0:1]
Out[35]:
67 F
92 F
111 F
145 F
135 F
..
182 M
156 M
59 M
212 M
170 M
Name: sex, Length: 244, dtype: object
提取第 n 个单词
Stata 的word()函数从字符串中返回第 n 个单词。第一个参数是要解析的字符串，第二个参数指定要提取的单词。
clear
input str20 string
"John Smith"
"Jane Cook"
end
generate first_name = word(name, 1)
generate last_name = word(name, -1)
在 pandas 中提取单词的最简单方法是通过空格拆分字符串，然后按索引引用单词。请注意，如果需要，还有更强大的方法。
In [36]: firstlast = pd.DataFrame({"String": ["John Smith", "Jane Cook"]})
In [37]: firstlast["First_Name"] = firstlast["String"].str.split(" ", expand=True)[0]
In [38]: firstlast["Last_Name"] = firstlast["String"].str.rsplit(" ", expand=True)[1]
In [39]: firstlast
Out[39]:
String First_Name Last_Name
0 John Smith John Smith
1 Jane Cook Jane Cook
更改大小写
Stata 的strupper()、strlower()、strproper()、ustrupper()、ustrlower()和ustrtitle()函数分别更改 ASCII 和 Unicode 字符串的大小写。
clear
input str20 string
"John Smith"
"Jane Cook"
end
generate upper = strupper(string)
generate lower = strlower(string)
generate title = strproper(string)
list
等效的 pandas 方法是Series.str.upper()，Series.str.lower()和Series.str.title()。
In [40]: firstlast = pd.DataFrame({"string": ["John Smith", "Jane Cook"]})
In [41]: firstlast["upper"] = firstlast["string"].str.upper()
In [42]: firstlast["lower"] = firstlast["string"].str.lower()
In [43]: firstlast["title"] = firstlast["string"].str.title()
In [44]: firstlast
Out[44]:
string upper lower title
0 John Smith JOHN SMITH john smith John Smith
1 Jane Cook JANE COOK jane cook Jane Cook
合并
下表将用于合并示例：
In [45]: df1 = pd.DataFrame({"key": ["A", "B", "C", "D"], "value": np.random.randn(4)})
In [46]: df1
Out[46]:
key value
0 A 0.469112
1 B -0.282863
2 C -1.509059
3 D -1.135632
In [47]: df2 = pd.DataFrame({"key": ["B", "D", "D", "E"], "value": np.random.randn(4)})
In [48]: df2
Out[48]:
key value
0 B 1.212112
1 D -0.173215
2 D 0.119209
3 E -1.044236
在 Stata 中，要执行合并操作，一个数据集必须在内存中，另一个必须作为磁盘上的文件名引用。相比之下，Python 必须已经将两个DataFrames都加载到内存中。
默认情况下，Stata 执行外连接，合并后两个数据集的所有观测值都保留在内存中。可以通过使用_merge变量中创建的值，仅保留初始数据集、合并数据集或两者的交集中的观测值。
* First create df2 and save to disk
clear
input str1 key
B
D
D
E
end
generate value = rnormal()
save df2.dta
* Now create df1 in memory
clear
input str1 key
A
B
C
D
end
generate value = rnormal()
preserve
* Left join
merge 1:n key using df2.dta
keep if _merge == 1
* Right join
restore, preserve
merge 1:n key using df2.dta
keep if _merge == 2
* Inner join
restore, preserve
merge 1:n key using df2.dta
keep if _merge == 3
* Outer join
restore
merge 1:n key using df2.dta
pandas 的 DataFrames 有一个merge()方法，提供类似的功能。数据不必事先排序，不同的连接类型通过how关键字实现。
In [49]: inner_join = df1.merge(df2, on=["key"], how="inner")
In [50]: inner_join
Out[50]:
key value_x value_y
0 B -0.282863 1.212112
1 D -1.135632 -0.173215
2 D -1.135632 0.119209
In [51]: left_join = df1.merge(df2, on=["key"], how="left")
In [52]: left_join
Out[52]:
key value_x value_y
0 A 0.469112 NaN
1 B -0.282863 1.212112
2 C -1.509059 NaN
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
In [53]: right_join = df1.merge(df2, on=["key"], how="right")
In [54]: right_join
Out[54]:
key value_x value_y
0 B -0.282863 1.212112
1 D -1.135632 -0.173215
2 D -1.135632 0.119209
3 E NaN -1.044236
In [55]: outer_join = df1.merge(df2, on=["key"], how="outer")
In [56]: outer_join
Out[56]:
key value_x value_y
0 A 0.469112 NaN
1 B -0.282863 1.212112
2 C -1.509059 NaN
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
5 E NaN -1.044236
缺失数据
pandas 和 Stata 都有一个表示缺失数据的方式。
pandas 用特殊的浮点值NaN（不是一个数字）表示缺失数据。许多语义是相同的；例如，缺失数据通过数值运算传播，并且默认情况下在聚合中被忽略。
In [57]: outer_join
Out[57]:
key value_x value_y
0 A 0.469112 NaN
1 B -0.282863 1.212112
2 C -1.509059 NaN
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
5 E NaN -1.044236
In [58]: outer_join["value_x"] + outer_join["value_y"]
Out[58]:
0 NaN
1 0.929249
2 NaN
3 -1.308847
4 -1.016424
5 NaN
dtype: float64
In [59]: outer_join["value_x"].sum()
Out[59]: -3.5940742896293765
一个区别是缺失数据不能与其标志值进行比较。例如，在 Stata 中，您可以这样做来过滤缺失值。
* Keep missing values
list if value_x == .
* Keep non-missing values
list if value_x != .
在 pandas 中，Series.isna()和Series.notna()可用于过滤行。
In [60]: outer_join[outer_join["value_x"].isna()]
Out[60]:
key value_x value_y
5 E NaN -1.044236
In [61]: outer_join[outer_join["value_x"].notna()]
Out[61]:
key value_x value_y
0 A 0.469112 NaN
1 B -0.282863 1.212112
2 C -1.509059 NaN
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
pandas 提供了各种方法来处理缺失数据。以下是一些示例：
删除带有缺失值的行
In [62]: outer_join.dropna()
Out[62]:
key value_x value_y
1 B -0.282863 1.212112
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
从前一行向前填充
In [63]: outer_join.ffill()
Out[63]:
key value_x value_y
0 A 0.469112 NaN
1 B -0.282863 1.212112
2 C -1.509059 1.212112
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
5 E -1.135632 -1.044236
用指定值替换缺失值
使用均值：
In [64]: outer_join["value_x"].fillna(outer_join["value_x"].mean())
Out[64]:
0 0.469112
1 -0.282863
2 -1.509059
3 -1.135632
4 -1.135632
5 -0.718815
Name: value_x, dtype: float64
删除带有缺失值的行
In [62]: outer_join.dropna()
Out[62]:
key value_x value_y
1 B -0.282863 1.212112
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
从前一行向前填充
In [63]: outer_join.ffill()
Out[63]:
key value_x value_y
0 A 0.469112 NaN
1 B -0.282863 1.212112
2 C -1.509059 1.212112
3 D -1.135632 -0.173215
4 D -1.135632 0.119209
5 E -1.135632 -1.044236
用指定值替换缺失值
使用均值：
In [64]: outer_join["value_x"].fillna(outer_join["value_x"].mean())
Out[64]:
0 0.469112
1 -0.282863
2 -1.509059
3 -1.135632
4 -1.135632
5 -0.718815
Name: value_x, dtype: float64
分组
聚合
Stata 的collapse可以用于按一个或多个关键变量分组，并在数值列上计算聚合。
collapse (sum) total_bill tip, by(sex smoker)
pandas 提供了灵活的groupby机制，允许进行类似的聚合。查看 groupby 文档以获取更多详细信息和示例。
In [65]: tips_summed = tips.groupby(["sex", "smoker"])[["total_bill", "tip"]].sum()
In [66]: tips_summed
Out[66]:
total_bill tip
sex smoker
Female No 869.68 149.77
Yes 527.27 96.74
Male No 1725.75 302.00
Yes 1217.07 183.07
转换
在 Stata 中，如果需要将组聚合与原始数据集一起使用，通常会使用bysort和egen()。例如，通过吸烟者组减去每个观测值的均值。
bysort sex smoker: egen group_bill = mean(total_bill)
generate adj_total_bill = total_bill - group_bill
pandas 提供了一个转换机制，允许这些类型的操作在一个操作中简洁地表达。
In [67]: gb = tips.groupby("smoker")["total_bill"]
In [68]: tips["adj_total_bill"] = tips["total_bill"] - gb.transform("mean")
In [69]: tips
Out[69]:
total_bill tip sex smoker day time size adj_total_bill
67 1.07 1.00 Female Yes Sat Dinner 1 -17.686344
92 3.75 1.00 Female Yes Fri Dinner 2 -15.006344
111 5.25 1.00 Female No Sat Dinner 1 -11.938278
145 6.35 1.50 Female No Thur Lunch 2 -10.838278
135 6.51 1.25 Female No Thur Lunch 2 -10.678278
.. ... ... ... ... ... ... ... ...
182 43.35 3.50 Male Yes Sun Dinner 3 24.593656
156 46.17 5.00 Male No Sun Dinner 6 28.981722
59 46.27 6.73 Male No Sat Dinner 4 29.081722
212 46.33 9.00 Male No Sat Dinner 4 29.141722
170 48.81 10.00 Male Yes Sat Dinner 3 30.053656
[244 rows x 8 columns]
按组处理
除了聚合，pandas 的groupby还可以用于复制 Stata 中的大多数其他bysort处理。例如，以下示例列出了当前排序顺序中每个性别/吸烟者组中的第一个观测值。
bysort sex smoker: list if _n == 1
在 pandas 中，这样写：
In [70]: tips.groupby(["sex", "smoker"]).first()
Out[70]:
total_bill tip day time size adj_total_bill
sex smoker
Female No 5.25 1.00 Sat Dinner 1 -11.938278
Yes 1.07 1.00 Sat Dinner 1 -17.686344
Male No 5.51 2.00 Thur Lunch 2 -11.678278
Yes 5.25 5.15 Sun Dinner 2 -13.506344
聚合
Stata 的collapse可以用于按一个或多个关键变量分组，并在数值列上计算聚合。
collapse (sum) total_bill tip, by(sex smoker)
pandas 提供了灵活的groupby机制，允许类似的聚合。查看 groupby 文档获取更多详细信息和示例。
In [65]: tips_summed = tips.groupby(["sex", "smoker"])[["total_bill", "tip"]].sum()
In [66]: tips_summed
Out[66]:
total_bill tip
sex smoker
Female No 869.68 149.77
Yes 527.27 96.74
Male No 1725.75 302.00
Yes 1217.07 183.07
转换
在 Stata 中，如果需要将组聚合与原始数据集一起使用，通常会使用bysort和egen()。例如，通过吸烟者组减去每个观察的平均值。
bysort sex smoker: egen group_bill = mean(total_bill)
generate adj_total_bill = total_bill - group_bill
pandas 提供了一个 Transformation 机制，允许这些类型的操作在一个操作中简洁地表达。
In [67]: gb = tips.groupby("smoker")["total_bill"]
In [68]: tips["adj_total_bill"] = tips["total_bill"] - gb.transform("mean")
In [69]: tips
Out[69]:
total_bill tip sex smoker day time size adj_total_bill
67 1.07 1.00 Female Yes Sat Dinner 1 -17.686344
92 3.75 1.00 Female Yes Fri Dinner 2 -15.006344
111 5.25 1.00 Female No Sat Dinner 1 -11.938278
145 6.35 1.50 Female No Thur Lunch 2 -10.838278
135 6.51 1.25 Female No Thur Lunch 2 -10.678278
.. ... ... ... ... ... ... ... ...
182 43.35 3.50 Male Yes Sun Dinner 3 24.593656
156 46.17 5.00 Male No Sun Dinner 6 28.981722
59 46.27 6.73 Male No Sat Dinner 4 29.081722
212 46.33 9.00 Male No Sat Dinner 4 29.141722
170 48.81 10.00 Male Yes Sat Dinner 3 30.053656
[244 rows x 8 columns]
按组处理
除了聚合，pandas 的groupby还可以用于复制 Stata 中的大多数其他bysort处理。例如，以下示例列出了按性别/吸烟者组排序的当前排序顺序中的第一个观察。
bysort sex smoker: list if _n == 1
在 pandas 中，这样写：
In [70]: tips.groupby(["sex", "smoker"]).first()
Out[70]:
total_bill tip day time size adj_total_bill
sex smoker
Female No 5.25 1.00 Sat Dinner 1 -11.938278
Yes 1.07 1.00 Sat Dinner 1 -17.686344
Male No 5.51 2.00 Thur Lunch 2 -11.678278
Yes 5.25 5.15 Sun Dinner 2 -13.506344
其他考虑
磁盘与内存
pandas 和 Stata 都仅在内存中运行。这意味着 pandas 可以加载的数据大小受限于您计算机的内存。如果需要进行离线处理，一种可能性是dask.dataframe库，它为磁盘上的DataFrame提供了一部分 pandas 功能。
磁盘与内存
pandas 和 Stata 都仅在内存中运行。这意味着 pandas 可以加载的数据大小受限于您计算机的内存。如果需要进行离线处理，一种可能性是dask.dataframe库，它为磁盘上的DataFrame提供了一部分 pandas 功能。