bin*_*nev 4 python nested hierarchy dataframe pandas
我正在尝试使用python pandas处理一些视频跟踪实验中的数据。我在结构上放置了多个点标记，并随时间跟踪了点的XY坐标。这些数据一起描述了测试过程中结构的形状。我在将数据安排到分层/嵌套DataFrame对象中时遇到麻烦。
我的跟踪方法针对视频的每一帧输出每个点的X，Y坐标（和时间）。此数据存储在csv文件中，其中每个变量对应一列，每个视频帧对应一行：
t,x,y
0.000000000E0,-4.866015168E2,-2.116143012E0
1.000000000E-1,-4.866045511E2,-2.123012558E0
2.000000000E-1,-4.866092436E2,-2.129722560E0
使用pandas.read_csv我能够将这些csv文件读入DataFrames，具有相同的列/行格式：
In [1]: pd.read_csv(point_a.csv)
Out[17]:
t x y
0 0.0 -486.601517 -2.116143
1 0.1 -486.604551 -2.123013
2 0.2 -486.609244 -2.129723
到目前为止没有问题。
我想合并上面DataFrame的几个（每个点一个），并创建一个DataFrame带有分层列的大型列，其中所有变量共享一个索引（视频帧）。请参阅下面的栏目point_a，point_b等等，与子栏为x，y，t。该shape列表示用于绘制结构形状的有用向量。
| point_a | point_b | point_c | shape
frames | x y t | x y t | x y t | x y
-----------------------------------------------------------------------------------
0 | xa0 ya0 ta0 | xb0 yb0 tb0 | xc0 yc0 tc0 | [xa0,xb0,xc0] [ya0,yb0,yc0]
1 | xa1 ya1 ta1 | xb1 yb1 tb1 | xc1 yc1 tc1 | [xa1,xb1,xc1] [ya1,yb1,yc1]
2 | xa2 ya2 ta2 | xb2 yb2 tb2 | xc2 yc2 tc2 | [xa2,xb2,xc2] [ya2,yb2,yc2]
3 | xa3 ya3 ta3 | xb3 yb3 tb3 | xc3 yc3 tc3 | [xa3,xb3,xc3] [ya3,yb3,yc3]
我想指定一个视频帧，并能够获取该帧的变量值，例如 df[1].point_b.y = yb1
dicts作为输入我以前处理这种事情的方法是使用nested dicts：
nested_dicts = {
"point_a": {
"x": [xa0, xa1, xa2],
"y": [ya0, ya1, ya2],
"t": [ta0, ta1, ta2],
},
"point_b": {
"x": [xb0, xb1, xb2],
"y": [yb0, yb1, yb2],
"t": [tb0, tb1, tb2],
},
"point_c": {
"x": [xc0, xc1, xc2],
"y": [yc0, yc1, yc2],
"t": [tc0, tc1, tc2],
},
}
除了按帧号分割数据外，这可以满足我的所有需求。当我尝试使用嵌套dict作为的输入时DataFrame，我得到以下信息：
In [1]: pd.DataFrame(nested_dicts)
Out[2]:
point_a point_b point_c
t [ta0, ta1, ta2] [tb0, tb1, tb2] [tc0, tc1, tc2]
x [xa0, xa1, xa2] [xb0, xb1, xb2] [xc0, xc1, xc2]
y [ya0, ya1, ya2] [yb0, yb1, yb2] [yc0, yc1, yc2]
问题：没有共享框架索引。在DataFrame已经采取t，x，y为指标。
如果我尝试指定索引：
In [1]: pd.DataFrame(nested_dicts, index=range(number_of_frames))
然后我得到DataFrame具有正确行数的a，但没有子列，并且充满NaNs：
Out[2]:
point_a point_b point_c
0 NaN NaN NaN
1 NaN NaN NaN
2 NaN NaN NaN
3 NaN NaN NaN
4 NaN NaN NaN
5 NaN NaN NaN
6 NaN NaN NaN
7 NaN NaN NaN
8 NaN NaN NaN
DataFrame单独如果我DataFrame为每个点创建一个：
point_a = point_b =
t x y t x y
0 ta0 xa0 ya0 0 tb0 xb0 yb0
1 ta1 xa1 ya1 1 tb1 xb1 yb1
2 ta2 xa2 ya2 2 tb2 xb2 yb2
并将它们传递给DataFrame，指示要共享的索引，如下所示：
In [1]: pd.DataFrame({"point_a":point_a,"point_b":point_b},index=point_a.index)
然后我得到以下，其中只包含x，y，t为字符串：
Out[2]:
point_a point_b
0 (t,) (t,)
1 (x,) (x,)
2 (y,) (y,)
我认为您可以使用dict comprehensionwith concat，然后DataFrame通过stackand 进行重塑unstack：
df = pd.concat({key:pd.DataFrame(nested_dicts[key]) for key in nested_dicts.keys()})
.stack()
.unstack([0,2])
print (df)
point_a point_b point_c
t x y t x y t x y
0 ta0 xa0 ya0 tb0 xb0 yb0 tc0 xc0 yc0
1 ta1 xa1 ya1 tb1 xb1 yb1 tc1 xc1 yc1
2 ta2 xa2 ya2 tb2 xb2 yb2 tc2 xc2 yc2
另一种解决方案，其中的swaplevel第一级MultiIndex按列排序sort_index：
df = pd.concat({key:pd.DataFrame(nested_dicts[key]) for key in nested_dicts.keys()})
.unstack(0)
df.columns = df.columns.swaplevel(0,1)
df = df.sort_index(level=0, axis=1)
print (df)
point_a point_b point_c
t x y t x y t x y
0 ta0 xa0 ya0 tb0 xb0 yb0 tc0 xc0 yc0
1 ta1 xa1 ya1 tb1 xb1 yb1 tc1 xc1 yc1
2 ta2 xa2 ya2 tb2 xb2 yb2 tc2 xc2 yc2
或者您可以Panel与transpose和一起使用to_frame：
df = pd.Panel(nested_dicts).transpose(0,1,2).to_frame().unstack()
print (df)
point_a point_b point_c
minor t x y t x y t x y
major
0 ta0 xa0 ya0 tb0 xb0 yb0 tc0 xc0 yc0
1 ta1 xa1 ya1 tb1 xb1 yb1 tc1 xc1 yc1
2 ta2 xa2 ya2 tb2 xb2 yb2 tc2 xc2 yc2
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