提速千倍!Pandas性能优化方法,让你的pandas飞起来!

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Pandas是Python中用于数据处理与分析的屠龙刀,想必大家也都不陌生,但Pandas在使用上有一些技巧和需要注意的地方,尤其是对于较大的数据集而言,如果你没有适当地使用,那么可能会导致Pandas的运行速度非常慢。

对于程序猿/媛而言,时间就是生命,这篇文章给大家总结了一些pandas常见的性能优化方法,希望能对你有所帮助!

一、数据读取的优化

读取数据是进行数据分析前的一个必经环节,pandas中也内置了许多数据读取的函数,最常见的就是用pd.read_csv()函数从csv文件读取数据,那不同格式的文件读取起来有什么区别呢?哪种方式速度更快呢?我们做个实验对比一下。

这里采用的数据共59万行,分别保存为xlsx、csv、hdf以及pkl格式,每种格式进行10次读取测试,得到下面的结果。

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可以看到,对同一份数据,pkl格式的数据的读取速度最快,是读取csv格式数据的近6倍,其次是hdf格式的数据,速度最惨不忍睹的是读取xlsx格式的数据(这仅仅是一份只有15M左右大小的数据集呀)。

所以对于日常的数据集(大多为csv格式),可以先用pandas读入,然后将数据转存为pkl或者hdf格式,之后每次读取数据时候,便可以节省一些时间。代码如下:

import pandas as pd #读取csv df = pd.read_csv('xxx.csv') #pkl格式 df.to_pickle('xxx.pkl') #格式另存 df = pd.read_pickle('xxx.pkl') #读取 #hdf格式 df.to_hdf('xxx.hdf','df') #格式另存 df = pd.read_hdf('xxx.pkl','df') #读取 二、进行聚合操作时的优化

在使用agg和transform进行操作时,尽量使用Python的内置函数,能够提高运行效率。(数据用的还是上面的测试用例)

1、agg+Python内置函数

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2、agg+非内置函数

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可以看到对 agg 方法,使用内置函数时运行效率提升了60%。

3、transform+Python内置函数

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4、transform+非内置函数

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对transform方法而言,使用内置函数时运行效率提升了两倍。

三、对数据进行逐行操作时的优化

假设我们现在有这样一个电力消耗数据集,以及对应时段的电费价格,如下图所示:

image image

数据集记录着每小时的电力消耗,如第一行代表2001年1月13日零点消耗了0.586kwh的电。不同使用时段的电费价格不一样,我们现在的目的是求出总的电费,那么就需要将对应时段的单位电费×消耗电量。下面给出了三种写法,我们分别测试这三种处理方式,对比一下这三种写法有什么不同,代码效率上有什么差异。

#编写求得相应结果的函数 def get_cost(kwh, hour): if 0 pip install numba

我们用一个简单的例子测试一下numba的提速效果

import numba @numba.vectorize def f_with_numba(x): return x * 2 def f_without_numba(x): return x * 2 #方法一:apply逐行操作 df["double_energy"] = df.energy_kwh.apply(f_without_numba) #方法二:向量化运行 df["double_energy"] = df.energy_kwh*2 #方法三:运用numba加速 #需要以numpy数组的形式传入 #否则会报错 df["double_energy"] = f_with_numba(df.energy_kwh.to_numpy()) image

从测试结果来看,再次凸显出向量化处理的优势,同时numba对原本速度已经很快的向量化处理也能提高一倍多的效率。更多numba的使用方法请参考numba的使用文档。

参考资料:

1、https://pandas.pydata.org/pandasdocs/stable/user_guide/enhancingperf.html

2、https://realpython.com/fast-flexible-pandas/

3、https://www.cnblogs.com/wkang/p/9794678.html

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