[PYTHON] Techniques d'accélération pandas prêtes à l'emploi

Lors du traitement d'une grande quantité de données à l'aide de pandas Il faut souvent des dizaines de minutes à quelques heures pour traiter quelques Go, et des jours si vous n'êtes pas doué. Si le traitement est lent, le travail à effectuer ne se poursuivra pas Notez comment vous pouvez accélérer avec une simple modification du code source

La somme et la moyenne de DataFrame sont effectuées uniquement avec des données numériques

Par exemple, si vous avez un bloc de données comme celui ci-dessus Lors du calcul de la valeur moyenne du poids et de la taille, il semble que le processus soit décrit comme suit.

Mauvais modèle

import pandas as pd

sr_means = df.mean()
mean_height = sr_means['height'] 
mean_weight = sr_means['weight']

Cependant, en raison du nom de colonne contenant la chaîne, le code ci-dessus prend beaucoup de temps à calculer

En modifiant la description comme indiqué ci-dessous, le traitement sera d'un ordre de grandeur plus rapide.

Bon modèle

import pandas as pd

sr_means = df[['height', 'weight']].mean()
mean_height = sr_means['height'] 
mean_weight = sr_means['weight']

Post-scriptum: Après avoir écrit, j'étais curieux et enquêté, et l'option de ne faire qu'avec des valeurs numériques était appropriée

Post-scriptum: bon modèle

import pandas as pd

sr_means = df.mean(numeric_only = True)
mean_height = sr_means['height'] 
mean_weight = sr_means['weight']

Mesurez en fait le temps

Mesure réelle

import pandas as pd
import numpy as np

N = 100000
df_test = pd.DataFrame(
    {
        'name':['abc'] * N,
        'weight': np.random.normal(60, 5, N),
        'height': np.random.normal(160, 5, N)
    }
)

print("df_test.mean()")
%time df_test.mean()

print("df_test[['height', 'weight']].mean()")
%time df_test[['height', 'weight']].mean()

Les résultats ci-dessus sont ci-dessous. Ce dernier est d'environ quatre ordres de grandeur plus rapide, même en considérant que le nombre de colonnes à calculer est réduit de un.

résultat

df_test.mean()
Wall time: 3.06 s

df_test[['height', 'weight']].mean()
Wall time: 4 ms

Utilisons une fonction d'ordre supérieur (carte)

Par exemple, si vous souhaitez arrondir le poids de la colonne à un entier, vous pouvez utiliser la fonction round. Si vous n'êtes pas familier avec python et comment écrire de nos jours, vous avez tendance à écrire en utilisant l'instruction for. Utilisons la carte des fonctions d'ordre supérieur. (Je vais omettre ce qu'est la fonction d'ordre supérieur dans cet article)

Mauvais modèle

#Appliquer la fonction arrondie à l'élément
for idx in range(len(df_test['weight'].index)):
    df_test['weight'][idx] = round(df_test['weight'][idx])

Réécrire ci-dessous en utilisant la carte

Bon modèle

#Appliquer la fonction arrondie à l'élément
df_test['weight'] = df_test['weight'].map(round)

Je vais également mesurer le temps cette fois. Étant donné que l'instruction for est trop lente, réduisez le nombre de données

Mesure réelle

def func(sr):
    for idx in range(len(sr.index)):
        sr[idx] = round(sr[idx])
    return(sr)


N = 1000
df_test = pd.DataFrame(
    {
        'name':['abc'] * N,
        'weight': np.random.normal(60, 5, N),
        'height': np.random.normal(160, 5, N)
    }
)

print("Pour pour")
%time df_test['weight'] = func(df_test['weight'])
print("Pour la carte")
%time df_test['weight'] = df_test['weight'].map(round)

Le résultat est ci-dessous. Ce qu'une carte peut traiter à la vitesse de la lumière devient ridiculement lent avec une déclaration for Parce qu'il ne s'agit que de 100 éléments de données C'est effrayant quand on pense à gérer 1 à 100 millions de données

résultat

Pour pour
Wall time: 22.1 s

Pour la carte
Wall time: 0 ns

Simplement en améliorant les deux processus ci-dessus Auparavant, le traitement des données prenait une journée, mais elles peuvent désormais être traitées en quelques minutes. Je veux l'améliorer régulièrement.