pandas pd.merge 连接数据

看过来

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pandas 提供了 merge() 方法，具有全功能、高性能的内存连接操作，与 SQL 等关系数据库非常相似。这些方法的性能比其他开源实现（如 R 语言中的 base::merge.data.frame）要好得多（在某些情况下甚至超过一个数量级）。

语法结构

可以将两个 DataFrame 或者 Series 进行连接：

pd.merge(left, right, how='inner', on=None, left_on=None, right_on=None,
         left_index=False, right_index=False, sort=True,
         suffixes=('_x', '_y'), copy=True, indicator=False,
         validate=None)

可以实现类似 SQL 的 join 操作，参数为：

how：连接方式，默认为inner，可设为inner/outer/left/right
on：根据某个字段进行连接，必须存在于两个DateFrame中（若未同时存在，则需要分别使用left_on 和 right_on 来设置）
left_on：左连接，以DataFrame1中用作连接键的列
right_on：右连接，以DataFrame2中用作连接键的列
left_index：bool, default False，将DataFrame1行索引用作连接键
right_index：bool, default False，将DataFrame2行索引用作连接键
sort：根据连接键对合并后的数据进行排列，默认为True
suffixes：对两个数据集中出现的重复列，新数据集中加上后缀 _x, _y 进行区别

连接键

left = pd.DataFrame({'key': ['K0', 'K1', 'K2', 'K3'],
                     'A': ['A0', 'A1', 'A2', 'A3'],
                     'B': ['B0', 'B1', 'B2', 'B3']})

right = pd.DataFrame({'key': ['K0', 'K1', 'K2', 'K3'],
                      'C': ['C0', 'C1', 'C2', 'C3'],
                      'D': ['D0', 'D1', 'D2', 'D3']})

pd.merge(left, right, on='key')

pandas merge

on 为两个数据的连接键，都以 key 为标准。

多个连接键

有多个连接键，将两个表按多个关键点（交叉点）连接，默认情况下how=“inner”，会得到一两个数据的交集。

left = pd.DataFrame({'key1': ['K0', 'K0', 'K1', 'K2'],
                     'key2': ['K0', 'K1', 'K0', 'K1'],
                     'A': ['A0', 'A1', 'A2', 'A3'],
                     'B': ['B0', 'B1', 'B2', 'B3']})


right = pd.DataFrame({'key1': ['K0', 'K1', 'K1', 'K2'],
                      'key2': ['K0', 'K0', 'K0', 'K0'],
                      'C': ['C0', 'C1', 'C2', 'C3'],
                      'D': ['D0', 'D1', 'D2', 'D3']})

pd.merge(left, right, on=['key1', 'key2'])

pandas merge

key1 和 key2 组合在两个表里共有的会被连接，两个表都有 (k1, k0) ，右表有两个，左表有一个，合并后右表共同了左表的内容。

连接方法 how

how 参数可以指定数据用哪种方法进行合并，没有的内容会为 NaN：

# 以左为表基表
pd.merge(left, right, how='left', on=['key1', 'key2'])

pandas merge left

# 以右为表基表
pd.merge(left, right, how='right', on=['key1', 'key2'])

pandas merge right

# 取两个表的合集
pd.merge(left, right, how='outer', on=['key1', 'key2'])

pandas merge outer

# 取两个表的交集
pd.merge(left, right, how='inner', on=['key1', 'key2'])

pandas merge inner

下边是一个有重复连接键的例子：

left = pd.DataFrame({'A': [1, 2], 'B': [2, 2]})
right = pd.DataFrame({'A': [4, 5, 6], 'B': [2, 2, 2]})
pd.merge(left, right, on='B', how='outer')

pandas merge key_dup

检查重复键 validate

# 一对多连接
left = pd.DataFrame({'A' : [1,2], 'B' : [1, 2]})
right = pd.DataFrame({'A' : [4,5,6], 'B': [2, 2, 2]})
pd.merge(left, right, on='B', how='outer', validate="one_to_many")

其他的还有：

如果指定，则检查合并是否为指定的类型：

“one_to_one” 或 “1:1”: 检查合并键在左右数据集中是否唯一
“one_to_many” 或 “1:m”: 检查合并键在左数据集中是否唯一
“many_to_one” 或 “m:1”: 检查合并键在右数据集中是否唯一
“many_to_many” 或 “m:m”: 允许，但不会检查

连接指示 indicator

如果设置 indicator 为 True, 则会增加名为 _merge 的一列，显示值的出处，_merge 列有取三个值：

left_only 只在左表中
right_only 只在右表中
both 两个表中都有

pd.merge(left, right, on='B', how='outer', indicator=True)

'''
   A_x  B  A_y     _merge
0    1  1  NaN  left_only
1    2  2  4.0       both
2    2  2  5.0       both
3    2  2  6.0       both
'''

join 多个 dataframe

df.join(df2) 可以连用对多个数据完成合并拼接：

df.join(df2) # 按索引连接
left.join([right, right2]) # 连接多个表
# 支持的参数 lsuffix/rsuffix 为左右表后缀
df1.join(other, on=None, how='left', lsuffix='', rsuffix='', sort=False)

其他操作

# df 也有 merge 方法，用法与 pd.merge 相同
left.merge(right, how='inner')
# 按索引连接
pd.merge(left, right, left_index=True, right_index=True, how='inner')
# 列和索引连接
left.join(right, on=key_or_keys)
result = left.join(right, on=['key1', 'key2'])
pd.merge(left, right, left_on=key_or_keys, right_index=True,
      how='left', sort=False)

# 连接方式
result = left.join(right, how='inner')
# 取消索引按列连接
pd.merge(left.reset_index(), right.reset_index(),
         on=['key'], how='inner').set_index(['key', 'Y'])