Trabalhando com Estruturas de Dados em Pandas

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Introdução

Pandas é uma poderosa biblioteca Python para manipulação e análise de dados. Suas estruturas de dados fundamentais, Series e DataFrame, permitem armazenar e manipular dados estruturados. Este laboratório fornecerá um guia passo a passo sobre como trabalhar com essas estruturas de dados, desde a criação até a manipulação e alinhamento.

Dicas para a VM

Após a inicialização da VM, clique no canto superior esquerdo para mudar para a aba Notebook e acessar o Jupyter Notebook para praticar.

Às vezes, pode ser necessário aguardar alguns segundos para que o Jupyter Notebook termine de carregar. A validação das operações não pode ser automatizada devido às limitações do Jupyter Notebook.

Se você enfrentar problemas durante o aprendizado, sinta-se à vontade para perguntar ao Labby. Forneça feedback após a sessão, e resolveremos o problema prontamente para você.

Importando as Bibliotecas Necessárias

Antes de começarmos, vamos importar as bibliotecas necessárias. Precisaremos de NumPy e pandas para este laboratório.

## Import necessary libraries
import numpy as np
import pandas as pd

Criando uma Series

A primeira estrutura de dados que analisaremos é uma Series, que é um array rotulado unidimensional. Ela pode conter qualquer tipo de dado, incluindo inteiros, strings, números de ponto flutuante e objetos Python.

## Create a Series
s = pd.Series([1, 3, 5, np.nan, 6, 8])

Criando um DataFrame

A outra estrutura de dados fundamental é o DataFrame. É uma estrutura de dados rotulada bidimensional com colunas de tipos potencialmente diferentes.

## Create a DataFrame
df = pd.DataFrame(np.random.randn(6, 4), columns=list('ABCD'))

Manipulando Colunas do DataFrame

Você pode realizar várias operações nas colunas do DataFrame. Por exemplo, você pode selecionar uma coluna, adicionar uma nova coluna ou excluir uma coluna.

## Select column A
df['A']

## Add a new column E
df['E'] = pd.Series(np.random.randn(6), index=df.index)

## Delete column B
del df['B']

Alinhamento de Dados e Aritmética

O alinhamento de dados é uma característica importante do pandas. Quando você realiza operações em dois objetos, o pandas os alinha por seus rótulos associados.

## Create two DataFrames
df1 = pd.DataFrame(np.random.randn(10, 4), columns=['A', 'B', 'C', 'D'])
df2 = pd.DataFrame(np.random.randn(7, 3), columns=['A', 'B', 'C'])

## Perform addition operation
result = df1 + df2

Trabalhando com Funções NumPy

A maioria das funções NumPy pode ser chamada diretamente em objetos Series e DataFrame, proporcionando muita flexibilidade para manipulação e análise de dados.

## Apply the exponential function to a DataFrame
np.exp(df)

Resumo

Neste laboratório, aprendemos sobre as duas estruturas de dados fundamentais no pandas: Series e DataFrame. Vimos como criar e manipular essas estruturas, e como usar funções NumPy diretamente nelas. Também exploramos o conceito de alinhamento de dados (data alignment), que é uma característica poderosa do pandas que permite a manipulação e análise intuitiva de dados.