Быстрый подход для поиска элементов из одного Dataframe в другом и возврата их индексов - PullRequest
0 голосов
/ 25 сентября 2018

Проще говоря, я пытаюсь сравнить значения из 2 столбцов первого DataFrame с теми же столбцами в другом DataFrame.Индексы совпавших строк сохраняются в виде нового столбца в первом DataFrame.

Позвольте мне объяснить : я работаю с географическими объектами (широта / долгота) и основным DataFrame - называется df - имеет что-то вроде 55M наблюдений, которые выглядят примерно так:

enter image description here

Как видите,Есть только две строки с данными, которые выглядят корректно (индексы 2 и 4).

Второй DataFrame - называемый legit_df - намного меньше и содержит все географические данные, которые я считаю законными:

enter image description here

Не вдаваясь в WHY, основная задача заключается в сравнении каждого наблюдения широты / долготы с df с данными legit_df.При успешном совпадении индекс legit_df копируется в новый столбец df, в результате чего df выглядит следующим образом:

enter image description here

Значение -1 используется, чтобы показать, когда не было успешного совпадения.В приведенном выше примере единственными действительными наблюдениями были наблюдения по индексам 2 и 4, которые нашли свои совпадения по индексам 1 и 2 в legit_df.

В моем нынешнем подходе к решению этой проблемы используется .apply().Да, это медленно, но я не смог найти способ векторизации функции ниже или использовать Cython для ускорения:

def getLegitLocationIndex(lat, long):
    idx = legit_df.index[(legit_df['pickup_latitude'] == lat) & (legit_df['pickup_longitude'] == long)].tolist()
    if (not idx):
        return -1
    return idx[0]

df['legit']  = df.apply(lambda row: getLegitLocationIndex(row['pickup_latitude'], row['pickup_longitude']), axis=1)

Поскольку этот код заметно медленен на DataFrame с 55M наблюдениями, мой вопрос : есть ли более быстрый способ решения этой проблемы?

Я делюсь Short, Self Contained, Correct (Compilable), Примером to help-you-help-me предлагает более быструю альтернативу:

import pandas as pd
import numpy as np

data1 = { 'pickup_latitude'  : [41.366138,   40.190564,  40.769413],
          'pickup_longitude' : [-73.137393, -74.689831, -73.863300]
        }

legit_df = pd.DataFrame(data1)
display(legit_df)

####################################################################################

observations = 10000
lat_numbers = [41.366138,   40.190564,  40.769413, 10, 20, 30, 50, 60, 80, 90, 100]
lon_numbers = [-73.137393, -74.689831, -73.863300, 11, 21, 31, 51, 61, 81, 91, 101]

# Generate 10000 random integers between 0 and 10
random_idx = np.random.randint(low=0, high=len(lat_numbers)-1, size=observations)
lat_data = []
lon_data = []

# Create a Dataframe to store 10000 pairs of geographical coordinates
for i in range(observations):
    lat_data.append(lat_numbers[random_idx[i]])
    lon_data.append(lon_numbers[random_idx[i]])

df = pd.DataFrame({ 'pickup_latitude' : lat_data, 'pickup_longitude': lon_data })
display(df.head())

####################################################################################

def getLegitLocationIndex(lat, long):
    idx = legit_df.index[(legit_df['pickup_latitude'] == lat) & (legit_df['pickup_longitude'] == long)].tolist()
    if (not idx):
        return -1
    return idx[0]


df['legit']  = df.apply(lambda row: getLegitLocationIndex(row['pickup_latitude'], row['pickup_longitude']), axis=1)
display(df.head())

В приведенном выше примере создается df всего с 10k observations, что занимает около 7 секунд для запуска в моеммашина.При 100k observations запуск занимает ~ 67 секунд.Теперь представьте мои страдания, когда мне нужно обработать 55 миллионов строк ...

Ответы [ 2 ]

0 голосов
/ 25 сентября 2018

Вы можете DataFrame.merge с how='left' на общих ключах.Сброс индекса legit_df сначала.

Затем fillna с -1:

df.merge(legit_df.reset_index(), on=['pickup_latitude', 'pickup_longitude'], how='left').fillna(-1)

Производительность тестирования:

%%timeit
df['legit']  = df.apply(lambda row: getLegitLocationIndex(row['pickup_latitude'], row['pickup_longitude']), axis=1)

5,81 с ± 179 мс нацикл (среднее ± стандартное отклонение из 7 циклов, 1 цикл каждый)

%%timeit
(df.merge(legit_df.reset_index(),on=['pickup_latitude', 'pickup_longitude'], how='left').fillna(-1))

6,27 мс ± 254 мкс на цикл (среднее ± стандартное отклонение из 7 циклов, 100 циклов каждый)

0 голосов
/ 25 сентября 2018

Я думаю, что вы можете значительно ускорить это, используя слияние вместо текущей логики:

full_df = df.merge(legit_df.reset_index(), how="left", on=["pickup_longitude", "pickup_latitude"])

это сбрасывает индекс справочной таблицы, чтобы сделать его столбцом, и объединяет по долготе

full_df = full_df.rename(index = str, columns={"index":"legit"})
full_df["legit"] = full_df["legit"].fillna(-1).astype(int)

переименовывает имя столбца, за которым вы следовали, и заполняет все пропуски в столбце объединения с -1

Тесты:

Старый подход: 5.18 s ± 171 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1 loop each)

Новый подход: 23.2 ms ± 1.3 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10 loops each)

...