python数据转置函数 python数据转换函数

提示：扫一扫查出行
【扫一扫了解最新限行尾号】
复制提示

Python实现矩阵转置的方法分析

本文实例讲述了Python实现矩阵转置的方法。分享给大家供大家参考，具体如下：

前几天群里有同学提出了一个问题：手头现在有个列表，列表里面两个元素，比如[1, 2]，之后不断的添加新的列表，往原来相应位置添加。例如添加[3, 4]使原列表扩充为[[1, 3], [2, 4]]，再添加[5, 6]扩充为[[1, 3, 5], [2, 4, 6]]等等。

其实不动脑筋的话，用个二重循环很容易写出来：

def trans(m):

a = [[] for i in m[0]]

for i in m:

for j in range(len(i)):

a[j].append(i[j])

return a

m = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]] # 想象第一个列表是原始的，后面的是往里添加的

print trans(m) # result:[[1, 3, 5], [ 2, 4, 6]]

然而不管怎么看这种代码都很丑。

仔细看了一下m这种结构。等等，这不是字典的iteritems()的结果么？如果dict(m)，那么结果——不就是keys()和values()么？

于是利用字典转换一下：

def trans(m):

d = dict(m)

return [d.keys(), d.values()]

可是再仔细想想，这里面有bug。如果添加列表的第一个元素相同，也就是转化之后dict的key相同，那肯定就不行了呀！况且，如果原始列表不是两个，而是多个，肯定不能用字典的呀！于是这种方法作罢，还是好好看看列表的形状。

然后又是一个不小心的发现：

这种转置矩阵的即时感是怎么回事？

没错，这个问题的本质就是求解转置矩阵。于是就简单了，还是用个不动脑筋的办法：

def trans(m):

for i in range(len(m)):

for j in range(i):

m[i][j], m[j][i] = m[j][i], m[i][j]

return m

m = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

print trans(m)

其实还是有点bug的，看起来是好用的，然而这个矩阵要求行列长度相同才行。

最后，群里某大神说：如果只是转置矩阵的话，直接zip就好了。这才想起来zip的本质就是这样的，取出列表中的对应位置的元素，组成新列表，正是这个题目要做的。

所以最终，这个题目（转置矩阵）的python解法就相当奇妙了：

def trans(m):

return zip(*d)

没错，就这么简单。python的魅力。

相关问答

Q1: 数据分析员用python做数据分析是怎么回事，需要用到python中的那些内容，具体是怎么操作的?

最近，Analysis with Programming加入了Planet Python。我这里来分享一下如何通过Python来开始数据分析。具体内容如下：

数据导入

导入本地的或者web端的CSV文件；

数据变换；

数据统计描述；

假设检验

单样本t检验；

可视化；

创建自定义函数。

数据导入

这是很关键的一步，为了后续的分析我们首先需要导入数据。通常来说，数据是CSV格式，就算不是，至少也可以转换成CSV格式。在Python中，我们的操作如下：

import pandas as pd

# Reading data locally

df = pd.read_csv('/Users/al-ahmadgaidasaad/Documents/d.csv')

# Reading data from web

data_url = ""

df = pd.read_csv(data_url)

为了读取本地CSV文件，我们需要pandas这个数据分析库中的相应模块。其中的read_csv函数能够读取本地和web数据。

END

数据变换

既然在工作空间有了数据，接下来就是数据变换。统计学家和科学家们通常会在这一步移除分析中的非必要数据。我们先看看数据（下图）

对R语言程序员来说，上述操作等价于通过print(head(df))来打印数据的前6行，以及通过print(tail(df))来打印数据的后6行。当然Python中，默认打印是5行，而R则是6行。因此R的代码head(df, n = 10)，在Python中就是df.head(n = 10)，打印数据尾部也是同样道理

请点击输入图片描述

在R语言中，数据列和行的名字通过colnames和rownames来分别进行提取。在Python中，我们则使用columns和index属性来提取，如下：

# Extracting column names

print df.columns

# OUTPUT

Index([u'Abra', u'Apayao', u'Benguet', u'Ifugao', u'Kalinga'], dtype='object')

# Extracting row names or the index

print df.index

# OUTPUT

Int64Index([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78], dtype='int64')

数据转置使用T方法，

# Transpose data

print df.T

# OUTPUT

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Abra 1243 4158 1787 17152 1266 5576 927 21540 1039 5424

Apayao 2934 9235 1922 14501 2385 7452 1099 17038 1382 10588

Benguet 148 4287 1955 3536 2530 771 2796 2463 2592 1064

Ifugao 3300 8063 1074 19607 3315 13134 5134 14226 6842 13828

Kalinga 10553 35257 4544 31687 8520 28252 3106 36238 4973 40140

... 69 70 71 72 73 74 75 76 77

Abra ... 12763 2470 59094 6209 13316 2505 60303 6311 13345

Apayao ... 37625 19532 35126 6335 38613 20878 40065 6756 38902

Benguet ... 2354 4045 5987 3530 2585 3519 7062 3561 2583

Ifugao ... 9838 17125 18940 15560 7746 19737 19422 15910 11096

Kalinga ... 65782 15279 52437 24385 66148 16513 61808 23349 68663

Abra 2623

Apayao 18264

Benguet 3745

Ifugao 16787

Kalinga 16900

Other transformations such as sort can be done using codesort/code attribute. Now let's extract a specific column. In Python, we do it using either codeiloc/code or codeix/code attributes, but codeix/code is more robust and thus I prefer it. Assuming we want the head of the first column of the data, we have

其他变换，例如排序就是用sort属性。现在我们提取特定的某列数据。Python中，可以使用iloc或者ix属性。但是我更喜欢用ix，因为它更稳定一些。假设我们需数据第一列的前5行，我们有：

print df.ix[:, 0].head()

# OUTPUT 0 1243 1 4158 2 1787 3 17152 4 1266 Name: Abra, dtype: int64

顺便提一下，Python的索引是从0开始而非1。为了取出从11到20行的前3列数据，我们有

print df.ix[10:20, 0:3]

# OUTPUT

Abra Apayao Benguet

10 981 1311 2560

11 27366 15093 3039

12 1100 1701 2382

13 7212 11001 1088

14 1048 1427 2847

15 25679 15661 2942

16 1055 2191 2119

17 5437 6461 734

18 1029 1183 2302

19 23710 12222 2598

20 1091 2343 2654

上述命令相当于df.ix[10:20, ['Abra', 'Apayao', 'Benguet']]。

为了舍弃数据中的列，这里是列1(Apayao)和列2(Benguet)，我们使用drop属性，如下：

print df.drop(df.columns[[1, 2]], axis = 1).head()

# OUTPUT

Abra Ifugao Kalinga

0 1243 3300 10553

1 4158 8063 35257

2 1787 1074 4544

3 17152 19607 31687

4 1266 3315 8520

axis 参数告诉函数到底舍弃列还是行。如果axis等于0，那么就舍弃行。

END

统计描述

下一步就是通过describe属性，对数据的统计特性进行描述：

print df.describe()

# OUTPUT

Abra Apayao Benguet Ifugao Kalinga

count 79.000000 79.000000 79.000000 79.000000 79.000000

mean 12874.379747 16860.645570 3237.392405 12414.620253 30446.417722

std 16746.466945 15448.153794 1588.536429 5034.282019 22245.707692

min 927.000000 401.000000 148.000000 1074.000000 2346.000000

25% 1524.000000 3435.500000 2328.000000 8205.000000 8601.500000

50% 5790.000000 10588.000000 3202.000000 13044.000000 24494.000000

75% 13330.500000 33289.000000 3918.500000 16099.500000 52510.500000

max 60303.000000 54625.000000 8813.000000 21031.000000 68663.000000

END

假设检验

Python有一个很好的统计推断包。那就是scipy里面的stats。ttest_1samp实现了单样本t检验。因此，如果我们想检验数据Abra列的稻谷产量均值，通过零假设，这里我们假定总体稻谷产量均值为15000，我们有：

from scipy import stats as ss

# Perform one sample t-test using 1500 as the true mean

print ss.ttest_1samp(a = df.ix[:, 'Abra'], popmean = 15000)

# OUTPUT

(-1.1281738488299586, 0.26270472069109496)

返回下述值组成的元祖：

t : 浮点或数组类型t统计量

prob : 浮点或数组类型two-tailed p-value 双侧概率值

通过上面的输出，看到p值是0.267远大于α等于0.05，因此没有充分的证据说平均稻谷产量不是150000。将这个检验应用到所有的变量，同样假设均值为15000，我们有：

print ss.ttest_1samp(a = df, popmean = 15000)

# OUTPUT

(array([ -1.12817385, 1.07053437, -65.81425599, -4.564575 , 6.17156198]),

array([ 2.62704721e-01, 2.87680340e-01, 4.15643528e-70,

1.83764399e-05, 2.82461897e-08]))

第一个数组是t统计量，第二个数组则是相应的p值

END

可视化

Python中有许多可视化模块，最流行的当属matpalotlib库。稍加提及，我们也可选择bokeh和seaborn模块。之前的博文中，我已经说明了matplotlib库中的盒须图模块功能。

请点击输入图片描述

# Import the module for plotting

import matplotlib.pyplot as plt

plt.show(df.plot(kind = 'box'))

现在，我们可以用pandas模块中集成R的ggplot主题来美化图表。要使用ggplot，我们只需要在上述代码中多加一行，

import matplotlib.pyplot as plt

pd.options.display.mpl_style = 'default' # Sets the plotting display theme to ggplot2

df.plot(kind = 'box')

这样我们就得到如下图表：

请点击输入图片描述

比matplotlib.pyplot主题简洁太多。但是在本文中，我更愿意引入seaborn模块，该模块是一个统计数据可视化库。因此我们有：

# Import the seaborn library

import seaborn as sns

# Do the boxplot

plt.show(sns.boxplot(df, widths = 0.5, color = "pastel"))

请点击输入图片描述

多性感的盒式图，继续往下看。

请点击输入图片描述

plt.show(sns.violinplot(df, widths = 0.5, color = "pastel"))

请点击输入图片描述

plt.show(sns.distplot(df.ix[:,2], rug = True, bins = 15))

请点击输入图片描述

with sns.axes_style("white"):

plt.show(sns.jointplot(df.ix[:,1], df.ix[:,2], kind = "kde"))

请点击输入图片描述

plt.show(sns.lmplot("Benguet", "Ifugao", df))

END

创建自定义函数

在Python中，我们使用def函数来实现一个自定义函数。例如，如果我们要定义一个两数相加的函数，如下即可：

def add_2int(x, y):

return x + y

print add_2int(2, 2)

# OUTPUT

顺便说一下，Python中的缩进是很重要的。通过缩进来定义函数作用域，就像在R语言中使用大括号{…}一样。这有一个我们之前博文的例子：

产生10个正态分布样本，其中和

基于95%的置信度，计算和 ;

重复100次; 然后

计算出置信区间包含真实均值的百分比

Python中，程序如下：

import numpy as np

import scipy.stats as ss

def case(n = 10, mu = 3, sigma = np.sqrt(5), p = 0.025, rep = 100):

m = np.zeros((rep, 4))

for i in range(rep):

norm = np.random.normal(loc = mu, scale = sigma, size = n)

xbar = np.mean(norm)

low = xbar - ss.norm.ppf(q = 1 - p) * (sigma / np.sqrt(n))

up = xbar + ss.norm.ppf(q = 1 - p) * (sigma / np.sqrt(n))

if (mu low) (mu up):

rem = 1

else:

rem = 0

m[i, :] = [xbar, low, up, rem]

inside = np.sum(m[:, 3])

per = inside / rep

desc = "There are " + str(inside) + " confidence intervals that contain "

"the true mean (" + str(mu) + "), that is " + str(per) + " percent of the total CIs"

return {"Matrix": m, "Decision": desc}

上述代码读起来很简单，但是循环的时候就很慢了。下面针对上述代码进行了改进，这多亏了 Python专家

import numpy as np

import scipy.stats as ss

def case2(n = 10, mu = 3, sigma = np.sqrt(5), p = 0.025, rep = 100):

scaled_crit = ss.norm.ppf(q = 1 - p) * (sigma / np.sqrt(n))

norm = np.random.normal(loc = mu, scale = sigma, size = (rep, n))

xbar = norm.mean(1)

low = xbar - scaled_crit

up = xbar + scaled_crit

rem = (mu low) (mu up)

m = np.c_[xbar, low, up, rem]

inside = np.sum(m[:, 3])

per = inside / rep

desc = "There are " + str(inside) + " confidence intervals that contain "

"the true mean (" + str(mu) + "), that is " + str(per) + " percent of the total CIs"

return {"Matrix": m, "Decision": desc}

Q2: python transpose

transpose python数据转置函数，可以对矩阵的维度进行转换,下面看一个例子：

在这里做一个简单的假设:这个操作是把每一个维度都当作一个索引python数据转置函数，对应于，

[123]--000

[456]--010 ------ 所以python数据转置函数我们对变换首先对一个维度进行固定，对另外两个

[789]--101 维度进行操作

[101112]--111

[[[ 1 4]

[ 2 5]

[ 3 6]]

这说明假设错误。

[[ 7 10]

[ 8 11]

[ 9 12]]]

这说明这个炒作本质是对矩阵进行转置。转置的含义就是沿着数据中心，对数据进行对换。

参考变换方式：

Q3: python中怎样让数据列转置

需求:

你需要转置一个二维数组,将行列互换.

讨论:

你需要确保该数组的行列数都是相同的.比如:

arr = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7,8, 9], [10, 11, 12]]

列表递推式提供了一个简便的矩阵转置的方法:

print [[r[col] for r in arr] for col in range(len(arr[0]))]

[[1, 4, 7, 10], [2, 5, 8, 11],[3, 6, 9, 12]]

另一个更快和高级一些的方法,可以使用zip函数:

print map(list,

zip(*arr))

本节提供了关于矩阵转置的两个方法,一个比较清晰简单,另一个比较快速但有些隐晦.

有时候,数据到来的时候使用错误的方式,比如,你使用微软的ADO接口访问数据库,由于Python和MS在语言实现上的差别.

Getrows方法在Python中可能返回的是列值,和方法的名称不同.本节给的出的方法就是这个问题常见的解决方案,一个更清晰,一个更快速.

在列表递推式版本中,内层递推式表示选则什么(行),外层递推式表示选择者(列).这个过程完成后就实现了转置.

在zip版本中,我们使用*arr语法将一维数组传递给zip做为参数,接着,zip返回一个元组做为结果.然后我们对每一个元组使用list方法,产生了列表的列表(即矩阵).因为我们没有直接将zip的结果表示为list,

所以我们可以我们可以使用itertools.izip来稍微的提高效率(因为izip并没有将数据在内存中组织为列表).

import itertools

print map(list,

itertools.izip(*arr))

但是,在特定的情况下,上面的方法对效率的微弱提升不能弥补对复杂度的增加.

关于*args和**kwds语法:

*args(实际上,*号后面跟着变量名)语法在Python中表示传递任意的位置变量,当你使用这个语法的时候(比如,你在定义函数时使用),Python将这个变量和一个元组绑定,并保留所有的位置信息,

而不是具体的变量.当你使用这个方法传递参数时,变量可以是任意的可迭代对象(其实可以是任何表达式,只要返回值是迭代器).

**kwds语法在Python中用于接收命名参数.当你用这个方式传递参数时,Python将变量和一个dict绑定,保留所有命名参数,而不是具体的变量值.当你传递参数时,变量必须是dict类型(或者是返回值为dict类型的表达式).

如果你要转置很大的数组,使用Numeric Python或其它第三方包,它们定义了很多方法,足够让你头晕的.

正文

Python实现矩阵转置的方法分析

相关问答

相关阅读

学写Python爬虫，python自学爬虫

thinkphp获取token，Python怎么获取token值

Python爬虫解析排名，Pyhom爬虫

怎么Python爬虫，用python爬虫的基本步骤

Python爬虫常用库用法，pythonista爬虫库

Python爬虫cookie取消，爬虫cookie怎么处理

Python写一个简单的爬虫样例，python怎么写爬虫

Python爬虫中文小说网点查找，python爬小说代码

目录[+]