为什么/熊猫如何将方括号与.loc和.iloc一起使用？

Question

因此，.loc和.iloc不是您的典型函数。他们以某种方式使用[和]包围参数，以便与普通数组索引相当。但是，我从来没有在另一个库中看到过这一点（我可以想到，也许numpy就是我正在空白的东西），而且我不知道它在技术上是如何工作的/是在python代码中定义的。

在这种情况下，方括号只是函数调用的语法糖吗？如果是这样，那么如何使一个任意函数使用方括号而不是括号呢？否则，它们的使用/定义熊猫有何特别之处？

谢谢。

Answer 1

注意：这个答案的第一部分是我对另一个问题的回答的直接改编，这个问题是在重新打开这个问题之前回答的。我在第二部分扩展了“为什么”。

所以 .loc 和 .iloc 不是你的典型功能

事实上，它们根本就不是函数。我将用loc,iloc来举例（它使用不同的内部类）。检查loc实际情况的最简单方法是：

import pandas as pd
df = pd.DataFrame()
print(df.loc.__class__)

哪个打印

<class 'pandas.core.indexing._LocIndexer'>

这告诉我们这df.loc是一个_LocIndexer类的实例。语法loc[]源自_LocIndexer定义__getitem__和__setitem__^*的事实，当您使用方括号语法时，python 会调用这些方法。

所以是的，从技术上讲，括号是某些函数调用的语法糖，而不是您认为的函数（当然，python 以这种方式设计的原因有很多，我不会在这里详细介绍，因为 1）我我不够专业，无法提供详尽的答案，并且 2) 网络上有很多关于此主题的更好的资源）。

^{*从技术上讲，它_LocationIndexer是定义这些方法的基类，我在这里稍微简化一下}

为什么 Pandas 在 .loc 和 .iloc 中使用方括号？

我在这里进入推测领域，因为我找不到任何明确讨论 Pandas 中设计选择的文件，但是：我认为选择方括号至少有两个很好的理由。

第一个也是最重要的原因是：你不能用函数调用来做你用方括号表示法做的所有事情，因为分配给函数调用在 python 中是一个语法错误：

# contrived example to show this can't work
a = []
def f():
  global a
  return a
f().append(1) # OK
f() = dict() # SyntaxError: cannot assign to function call

使用圆括号进行“函数”调用，调用底层__call__方法（请注意，任何定义__call__为 is 的类callable，因此“函数”调用是一个不正确的术语，因为 python 并不关心某物是函数还是只是表现得像一个函数）。

相反，使用方括号，__getitem__或者__setitem__根据调用发生__setitem__的时间调用或调用（如果它在赋值运算符的左侧，__getitem__在任何其他情况下）。无法通过函数调用来模拟这种行为，您需要一个 setter 方法来修改数据帧中的数据，但在赋值操作中仍然不允许这样做：

# imaginary method-based alternative to the square bracket notation:
my_data = df.get_loc(my_index)
df.set_loc(my_index, my_data*2)

这个例子让我想到了第二个原因：一致性。您可以通过方括号访问 DataFrame 的元素：

something = df['a']
df['b'] = 2*something

使用时，loc您仍在尝试引用 DataFrame 中的某些项目，因此使用相同的语法而不是要求用户使用某些 getter 和 setter 函数会更加一致（我相信，这也是“更加 Pythonic”，但是这是一个我宁愿远离的模糊概念）。