DataFrame et Graphes

Les Dataframe se sont imposés pour manipuler les données. Avec cette façon de représenter les données, associée à des méthodes couramment utilisées, ce qu’on faisait en une ou deux boucles se fait maintenant en une seule fonction. Le module pandas est très utilisé, il existe de nombreux tutoriels, ou page de recettes pour les usages les plus fréquents : cookbook.

[1]:
%matplotlib inline
# Cette première instruction indique à Jupyter d'insérer les graphiques
# dans le notebook plutôt que dans une fenêtre externe.
import matplotlib.pyplot as plt

La première instruction %matplotlib est spécifique aux notebooks. Sans cela, les graphiques ne sont pas insérées dans la page elle-même mais cela ne s’applique qu’aux notebooks et provoquera une erreur sur Spyder par exemple.

DataFrame

Pour faire court, c’est l’équivalent d’une feuille Excel ou d’une table SQL.

Taille de DataFrame

Les DataFrame en Python sont assez rapides lorsqu’il y a moins de 10 millions d’observations et que le fichier texte qui décrit les données n’est pas plus gros que 10 Mo. Au delà, il faut soit être patient, soit être astucieux, utiliser sqllite et passer au SQL ou parcourir les données en streaming.

Valeurs manquantes

Lorsqu’on récupère des données, il peut arriver qu’une valeur soit manquante (Working with missing data).

[2]:
from IPython.display import Image

Image("td2df.png")
[2]:
../_images/c_data_nb_dataframe_4_0.png

Pour manipuler les dataframe, on utilise le module pandas. Il est prévu pour manipuler les données d’une table par bloc (une sous-table). Tant qu’on manipule des blocs, le module est rapide.

Series

Une Series est un objet uni-dimensionnel similaire à un tableau, une liste ou une colonne d’une table. Chaque valeur est associée à un index qui est par défaut les entiers de 0 à \(N-1\) (avec \(N\) la longueur de la Series).

[3]:
import pandas
from pandas import Series
import numpy

s = Series([42, "Hello World!", 3.14, -5, None, numpy.nan])
s.head()
[3]:
0              42
1    Hello World!
2            3.14
3              -5
4            None
dtype: object

On peut aussi préciser les indices lors de la création, ou construire la Series à partir d’un dictionnaire si on fournit un index avec un dictionnaire, les index qui ne sont pas des clés du dictionnaire seront des valeurs manquantes.

[4]:
s2 = Series(
    [42, "Hello World!", 3.14, -5, None, numpy.nan],
    index=["int", "string", "pi", "neg", "missing1", "missing2"],
)
city2cp_dict = {"Paris14": 75014, "Paris18": 75018, "Malakoff": 92240, "Nice": 6300}
cities = Series(city2cp_dict)
cities
[4]:
Paris14     75014
Paris18     75018
Malakoff    92240
Nice         6300
dtype: int64

Quelques liens pour comprendre le code suivant : Series.isnull, Series.notnull.

[5]:
cities_list = ["Paris12"] + list(city2cp_dict.keys()) + ["Vanves"]
cities2 = Series(city2cp_dict, index=cities_list)
pandas.isnull(cities2)  # same as cities2.isnull()
pandas.notnull(cities2)
[5]:
Paris12     False
Paris14      True
Paris18      True
Malakoff     True
Nice         True
Vanves      False
dtype: bool

On peut se servir de l’index pour sélectionner une ou plusieurs valeurs de la Series, éventuellement pour en changer la valeur. On peut aussi appliquer des opérations mathématiques, filtrer avec un booléen, ou encore tester la présence d’un élement.

[6]:
cities2["Nice"]  # renvoie un scalaire
cities2[["Malakoff", "Paris14"]]  # renvoie une Series
cities2["Paris12"] = 75012
dep = cities2 // 1000  # // pour une division entière
dep
[6]:
Paris12     75.0
Paris14     75.0
Paris18     75.0
Malakoff    92.0
Nice         6.0
Vanves       NaN
dtype: float64

pandas aligne automatiquement les données en utilisant l’index des Series lorsqu’on fait une opération sur des series.

[7]:
cities2[dep == 75]

print("Paris14", "Paris14" in cities2)
print("Paris13", "Paris13" in cities2)
Paris14 True
Paris13 False
[8]:
# print(cities)
# print(cities2)
cities + cities2
[8]:
Malakoff    184480.0
Nice         12600.0
Paris12          NaN
Paris14     150028.0
Paris18     150036.0
Vanves           NaN
dtype: float64

pandas garde les lignes communes aux deux tables et additionnent les colonnes portant le même nom. On peut nommer la Series, ses index et même assigner un nouvel index à une Series existante.

[9]:
cities2.name = "Code Postal"
cities2.index.name = "Ville"
print(cities2)
print("-------------")
s2.index = range(6)
print(s2)
Ville
Paris12     75012.0
Paris14     75014.0
Paris18     75018.0
Malakoff    92240.0
Nice         6300.0
Vanves          NaN
Name: Code Postal, dtype: float64
-------------
0              42
1    Hello World!
2            3.14
3              -5
4            None
5             NaN
dtype: object

DataFrame (pandas)

Quelques liens : An Introduction to Pandas

Un DataFrame est un objet qui est présent dans la plupart des logiciels de traitements de données, c’est une matrice, chaque colonne est une Series et est de même type (nombre, date, texte), elle peut contenir des valeurs manquantes (nan). On peut considérer chaque colonne comme les variables d’une table (pandas.Dataframe - cette page contient toutes les méthodes de la classe).

Un Dataframe représente une table de données, i.e. une collection ordonnées de colonnes. Ces colonnes/lignes peuvent avoir des types différents (numérique, string, boolean). Cela est très similaire aux DataFrame du langage R (en apparence…), avec un traitement plus symétrique des lignes et des colonnes.

[10]:
import pandas

l = [
    {"date": "2014-06-22", "prix": 220.0, "devise": "euros"},
    {"date": "2014-06-23", "prix": 221.0, "devise": "euros"},
]
df = pandas.DataFrame(l)
df
[10]:
date prix devise
0 2014-06-22 220.0 euros
1 2014-06-23 221.0 euros

Avec une valeur manquante :

[11]:
l = [
    {"date": "2014-06-22", "prix": 220.0, "devise": "euros"},
    {"date": "2014-06-23", "devise": "euros"},
]
df = pandas.DataFrame(l)
df
[11]:
date prix devise
0 2014-06-22 220.0 euros
1 2014-06-23 NaN euros

NaN est une convention pour une valeur manquante. On extrait la variable prix :

[12]:
df.prix
[12]:
0    220.0
1      NaN
Name: prix, dtype: float64

Ou :

[13]:
df["prix"]
[13]:
0    220.0
1      NaN
Name: prix, dtype: float64

Pour extraire plusieurs colonnes :

[14]:
df[["date", "prix"]]
[14]:
date prix
0 2014-06-22 220.0
1 2014-06-23 NaN

Pour prendre la transposée (voir aussi DataFrame.transpose) :

[15]:
df.T
[15]:
0 1
date 2014-06-22 2014-06-23
prix 220.0 NaN
devise euros euros

Lecture et écriture de DataFrame

Aujourd’hui, on n’a plus besoin de réécrire soi-même une fonction de lecture ou d’écriture de données présentées sous forme de tables. Il existe des fonctions plus génériques qui gère un grand nombre de cas. Cette section présente brièvement les fonctions qui permettent de lire/écrire un DataFrame aux formats texte/Excel. On reprend l’exemple de section précédente. L’instruction encoding=utf-8 n’est pas obligatoire mais conseillée lorsque les données contiennent des accents (voir read_csv).

[16]:
import pandas

l = [
    {"date": "2014-06-22", "prix": 220.0, "devise": "euros"},
    {"date": "2014-06-23", "prix": 221.0, "devise": "euros"},
]
df = pandas.DataFrame(l)

# écriture au format texte
df.to_csv("exemple.txt", sep="\t", encoding="utf-8", index=False)

# on regarde ce qui a été enregistré
with open("exemple.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
    text = f.read()
print(text)

# on enregistre au format Excel
df.to_excel("exemple.xlsx", index=False)

# special jupyter - notebook
%system "exemple.xlsx"
date    prix    devise
2014-06-22      220.0   euros
2014-06-23      221.0   euros

[16]:
['/bin/bash: line 1: exemple.xlsx: command not found']

On peut récupérer des données directement depuis Internet ou une chaîne de caractères et afficher le début (head) ou la fin (tail).

[17]:
import pandas

df = df_marathon = pandas.read_csv(
    "https://github.com/sdpython/teachpyx/raw/main/_data/marathon.txt",
    sep="\t",
    names=["ville", "annee", "temps", "secondes"],
)
df.head()
[17]:
ville annee temps secondes
0 PARIS 2011 02:06:29 7589
1 PARIS 2010 02:06:41 7601
2 PARIS 2009 02:05:47 7547
3 PARIS 2008 02:06:40 7600
4 PARIS 2007 02:07:17 7637

La fonction describe permet d’en savoir un peu plus sur les colonnes numériques de cette table.

[18]:
df.describe()
[18]:
annee secondes
count 359.000000 359.000000
mean 1989.754875 7933.660167
std 14.028545 385.289830
min 1947.000000 7382.000000
25% 1981.000000 7698.000000
50% 1991.000000 7820.000000
75% 2001.000000 8046.500000
max 2011.000000 10028.000000

DataFrame et Index

On désigne généralement une colonne ou variable par son nom. Les lignes peuvent être désignées par un entier.

[19]:
import pandas

l = [
    {"date": "2014-06-22", "prix": 220.0, "devise": "euros"},
    {"date": "2014-06-23", "prix": 221.0, "devise": "euros"},
]
df = pandas.DataFrame(l)
df
[19]:
date prix devise
0 2014-06-22 220.0 euros
1 2014-06-23 221.0 euros

On extrait une ligne avec (iloc).

[20]:
df.iloc[1]
[20]:
date      2014-06-23
prix           221.0
devise         euros
Name: 1, dtype: object

On extrait une colonne avec [loc]( ou iloc.

[21]:
df.loc[1]
[21]:
date      2014-06-23
prix           221.0
devise         euros
Name: 1, dtype: object

On extrait une valeur en indiquant sa position dans la table avec des entiers :

[22]:
df.iloc[1, 2]
[22]:
'euros'

Avec loc, il faut préciser le nombre de la colonne.

[23]:
df.columns
[23]:
Index(['date', 'prix', 'devise'], dtype='object')
[24]:
df.loc[1, "prix"]
[24]:
221.0

Mais il est possible d’utiliser une colonne ou plusieurs colonnes comme index (set_index) :

[25]:
dfi = df.set_index("date")
dfi
[25]:
prix devise
date
2014-06-22 220.0 euros
2014-06-23 221.0 euros

On peut maintenant désigner une ligne par une date avec loc (mais pas iloc car iloc n’accepte que des entiers qui se réfère aux index de chaque dimension).

[26]:
dfi.loc["2014-06-23"]
[26]:
prix      221.0
devise    euros
Name: 2014-06-23, dtype: object

Il est possible d’utiliser plusieurs colonnes comme index :

[27]:
df = pandas.DataFrame(
    [
        {"prénom": "xavier", "nom": "dupré", "arrondissement": 18},
        {"prénom": "clémence", "nom": "dupré", "arrondissement": 15},
    ]
)
dfi = df.set_index(["nom", "prénom"])
dfi.loc["dupré", "xavier"]
[27]:
arrondissement    18
Name: (dupré, xavier), dtype: int64

Si on veut changer l’index ou le supprimer (reset_index) :

[28]:
dfi.reset_index(drop=False, inplace=True)
# le mot-clé drop pour garder ou non les colonnes servant d'index
# inplace signifie qu'on modifie l'instance et non qu'une copie est modifiée
# donc on peut aussi écrire dfi2 = dfi.reset_index(drop=False)
dfi.set_index(["nom", "arrondissement"], inplace=True)
dfi
[28]:
prénom
nom arrondissement
dupré 18 xavier
15 clémence

Les index sont particulièrement utiles lorsqu’il s’agit de fusionner deux tables. Pour des petites tables, la plupart du temps, il est plus facile de s’en passer.

Notation avec le symbole :

Le symbole : désigne une plage de valeurs.

[29]:
import pandas, urllib.request

df = df_marathon
df.head()
[29]:
ville annee temps secondes
0 PARIS 2011 02:06:29 7589
1 PARIS 2010 02:06:41 7601
2 PARIS 2009 02:05:47 7547
3 PARIS 2008 02:06:40 7600
4 PARIS 2007 02:07:17 7637

On peut sélectionner un sous-ensemble de lignes :

[30]:
df[3:6]
[30]:
ville annee temps secondes
3 PARIS 2008 02:06:40 7600
4 PARIS 2007 02:07:17 7637
5 PARIS 2006 02:08:03 7683

On extrait la même plage mais avec deux colonnes seulement :

[31]:
df.loc[3:6, ["annee", "temps"]]
[31]:
annee temps
3 2008 02:06:40
4 2007 02:07:17
5 2006 02:08:03
6 2005 02:08:02

Le même code pour lequel on renomme les colonnes extraites :

[32]:
sub = df.loc[3:6, ["annee", "temps"]]
sub.columns = ["year", "time"]
sub
[32]:
year time
3 2008 02:06:40
4 2007 02:07:17
5 2006 02:08:03
6 2005 02:08:02

Exercice 1 : créer un fichier Excel

On souhaite récupérer les données donnees_enquete_2003_television.txt.

  • POIDSLOG : Pondération individuelle relative

  • POIDSF : Variable de pondération individuelle

  • cLT1FREQ : Nombre d’heures en moyenne passées à regarder la télévision

  • cLT2FREQ : Unité de temps utilisée pour compter le nombre d’heures passées à regarder la télévision, cette unité est représentée par les quatre valeurs suivantes

    • 0 : non concerné

    • 1 : jour

    • 2 : semaine

    • 3 : mois

Ensuite, on veut :

  1. Supprimer les colonnes vides

  2. Obtenir les valeurs distinctes pour la colonne cLT2FREQ

  3. Modifier la matrice pour enlever les lignes pour lesquelles l’unité de temps (cLT2FREQ) n’est pas renseignée ou égale à zéro.

  4. Sauver le résultat au format Excel.

Vous aurez peut-être besoin des fonctions suivantes :

[33]:
import pandas, io

# ...

Manipuler un DataFrame

Si la structure DataFrame s’est imposée, c’est parce qu’on effectue toujours les mêmes opérations. Chaque fonction cache une boucle ou deux dont le coût est précisé en fin de ligne :

  • filter : on sélectionne un sous-ensemble de lignes qui vérifie une condition \(\rightarrow O(n)\)

  • union : concaténation de deux jeux de données \(\rightarrow O(n_1 + n_2)\)

  • sort : tri \(\rightarrow O(n \ln n)\)

  • group by : grouper des lignes qui partagent une valeur commune \(\rightarrow O(n)\)

  • join : fusionner deux jeux de données en associant les lignes qui partagent une valeur commune \(\rightarrow \in [O(n_1 + n_2), O(n_1 n_2)]\)

  • pivot : utiliser des valeurs présentes dans colonne comme noms de colonnes \(\rightarrow O(n)\)

Les 5 premières opérations sont issues de la logique de manipulation des données avec le langage SQL (ou le logiciel SAS). La dernière correspond à un tableau croisé dynamique. Pour illustrer ces opérations, on prendre le DataFrame suivant :

[34]:
import pandas

df = df_marathon
print(df.columns)
print("villes", set(df.ville))
print("annee", list(set(df.annee))[:10], "...")
Index(['ville', 'annee', 'temps', 'secondes'], dtype='object')
villes {'BOSTON', 'FUKUOKA', 'CHICAGO', 'STOCKOLM', 'NEW YORK', 'LONDON', 'PARIS', 'BERLIN', 'AMSTERDAM'}
annee [1947, 1948, 1949, 1950, 1951, 1952, 1953, 1954, 1955, 1956] ...

6 opérations : filtrer, union, sort, group by, join, pivot

filter

Filter consiste à sélectionner un sous-ensemble de lignes du dataframe. Pour filter sur plusieurs conditions, il faut utiliser les opérateurs logique & (et), | (ou), ~ (non) (voir Mapping Operators to Functions).

[35]:
subset = df[df.annee == 1971]
subset.head()
[35]:
ville annee temps secondes
112 FUKUOKA 1971 02:12:51 7971
204 NEW YORK 1971 02:22:54 8574
285 BOSTON 1971 02:18:45 8325
[36]:
subset = df[(df.annee == 1971) & (df.ville == "BOSTON")]
subset.head()
[36]:
ville annee temps secondes
285 BOSTON 1971 02:18:45 8325

Les dernières versions de pandas ont introduit la méthode query qui permet de réduire encore l’écriture :

[37]:
subset = df.query('(annee == 1971) & (ville == "BOSTON")')
subset.head()
[37]:
ville annee temps secondes
285 BOSTON 1971 02:18:45 8325

union

union = concaténation de deux DataFrame (qui n’ont pas nécessairement les mêmes colonnes). On peut concaténer les lignes ou les colonnes.

[38]:
concat_ligne = pandas.concat((df, df))
df.shape, concat_ligne.shape
[38]:
((359, 4), (718, 4))
[39]:
concat_col = pandas.concat((df, df), axis=1)
df.shape, concat_col.shape
[39]:
((359, 4), (359, 8))

sort

Sort = trier

[40]:
tri = df.sort_values(["annee", "ville"], ascending=[0, 1])
tri.head()
[40]:
ville annee temps secondes
35 BERLIN 2011 02:03:38 7418
325 BOSTON 2011 02:03:02 7382
202 LONDON 2011 02:04:40 7480
0 PARIS 2011 02:06:29 7589
276 STOCKOLM 2011 02:14:07 8047

group by

Cette opération consiste à grouper les lignes qui partagent une caractéristique commune (une valeur dans une colonne ou plusieurs valeurs dans plusieurs colonnes). On peut conserver chaque groupe, ou calculer une somme, une moyenne, prendre la ou meilleures valeurs (top \(k\) per group)…

[41]:
gr = df.groupby("annee")
gr
[41]:
<pandas.core.groupby.generic.DataFrameGroupBy object at 0x7fd034df94b0>
[42]:
nb = df.groupby("annee").count()
nb.sort_index(ascending=False).head()
[42]:
ville temps secondes
annee
2011 5 5 5
2010 9 9 9
2009 9 9 9
2008 9 9 9
2007 9 9 9
[43]:
nb = df[["annee", "secondes"]].groupby("annee").sum()
nb.sort_index(ascending=False).head(n=2)
[43]:
secondes
annee
2011 37916
2010 68673
[44]:
nb = df[["annee", "secondes"]].groupby("annee").mean()
nb.sort_index(ascending=False).head(n=3)
[44]:
secondes
annee
2011 7583.200000
2010 7630.333333
2009 7652.555556

Si les nom des colonnes utilisées lors de l’opération ne sont pas mentionnés, implicitement, c’est l’index qui sera choisi. On peut aussi aggréger les informations avec une fonction personnalisée.

[45]:
def max_entier(x):
    return int(max(x))


nb = df[["annee", "secondes"]].groupby("annee").agg(max_entier).reset_index()
nb.tail(n=3)
[45]:
annee secondes
62 2009 8134
63 2010 7968
64 2011 8047

Ou encore considérer des aggrégations différentes pour chaque colonne :

[46]:
nb = (
    df[["annee", "ville", "secondes"]]
    .groupby("annee")
    .agg({"ville": len, "secondes": max_entier})
)
nb.tail(n=3)
[46]:
ville secondes
annee
2009 9 8134
2010 9 7968
2011 5 8047

On veut extraire les deux meilleurs temps par ville :

[47]:
series = df.groupby(["ville"]).apply(lambda r: r["secondes"].nsmallest(2))
[48]:
indices = [t[1] for t in series.index]
indices
[48]:
[171,
 170,
 35,
 38,
 325,
 324,
 357,
 347,
 74,
 75,
 202,
 200,
 234,
 222,
 2,
 0,
 248,
 251]
[49]:
df.loc[indices]
[49]:
ville annee temps secondes
171 AMSTERDAM 2010 02:05:44 7544
170 AMSTERDAM 2009 02:06:18 7578
35 BERLIN 2011 02:03:38 7418
38 BERLIN 2008 02:03:59 7439
325 BOSTON 2011 02:03:02 7382
324 BOSTON 2010 02:05:52 7552
357 CHICAGO 2009 02:05:41 7541
347 CHICAGO 1999 02:05:42 7542
74 FUKUOKA 2009 02:05:18 7518
75 FUKUOKA 2008 02:06:10 7570
202 LONDON 2011 02:04:40 7480
200 LONDON 2009 02:05:10 7510
234 NEW YORK 2001 02:07:43 7663
222 NEW YORK 1989 02:08:01 7681
2 PARIS 2009 02:05:47 7547
0 PARIS 2011 02:06:29 7589
248 STOCKOLM 1983 02:11:37 7897
251 STOCKOLM 1986 02:12:33 7953

join (merge ou fusion)

Fusionner deux tables consiste à apparier les lignes de la première table avec celle de la seconde si certaines colonnes de ces lignes partagent les mêmes valeurs. On distingue quatre cas :

  • INNER JOIN - inner : on garde tous les appariements réussis

  • LEFT OUTER JOIN - left : on garde tous les appariements réussis et les lignes non appariées de la table de gauche

  • RIGHT OUTER JOIN - right : on garde tous les appariements réussis et les lignes non appariées de la table de droite

  • FULL OUTER JOIN - outer : on garde tous les appariements réussis et les lignes non appariées des deux tables

Exemples et documentation : * merging, joining * join * merge ou DataFrame.merge * jointures SQL - illustrations avec graphiques en patates

Si les noms des colonnes utilisées lors de la fusion ne sont pas mentionnés, implicitement, c’est l’index qui sera choisi. Pour les grandes tables (> 1.000.000 lignes), il est fortement recommandé d’ajouter un index s’il n’existe pas avant de fusionner. A quoi correspondent les quatre cas suivants (LEFT ou FULL ou RIGHT ou INNER) ?

[50]:
from IPython.display import Image

Image("patates.png")
[50]:
../_images/c_data_nb_dataframe_94_0.png

On souhaite ajouter une colonne pays aux marathons se déroulant dans les villes suivantes.

[51]:
values = [
    {"V": "BOSTON", "C": "USA"},
    {"V": "NEW YORK", "C": "USA"},
    {"V": "BERLIN", "C": "Germany"},
    {"V": "LONDON", "C": "UK"},
    {"V": "PARIS", "C": "France"},
]
pays = pandas.DataFrame(values)
pays
[51]:
V C
0 BOSTON USA
1 NEW YORK USA
2 BERLIN Germany
3 LONDON UK
4 PARIS France
[52]:
dfavecpays = df.merge(pays, left_on="ville", right_on="V")
pandas.concat([dfavecpays.head(n=2), dfavecpays.tail(n=2)])
[52]:
ville annee temps secondes V C
0 PARIS 2011 02:06:29 7589 PARIS France
1 PARIS 2010 02:06:41 7601 PARIS France
192 BOSTON 2010 02:05:52 7552 BOSTON USA
193 BOSTON 2011 02:03:02 7382 BOSTON USA

Question :

  • Que changerait l’ajout du paramètre ``how=”outer”`` dans ce cas ?

  • On cherche à joindre deux tables A,B qui ont chacune trois clés distinctes : :math:`c_1, c_2, c_3`. Il y a respectivement dans chaque table :math:`A_i` et :math:`B_i` lignes pour la clé :math:`c_i`. Combien la table finale issue de la fusion des deux tables contiendra-t-elle de lignes ?

pivot (tableau croisé dynamique)

Cette opération consiste à créer une seconde table en utilisant utiliser les valeurs d’une colonne comme nom de colonnes.

A

B

C

A1

B1

C1

A1

B2

C2

A2

B1

C3

A2

B2

C4

A2

B3

C5

L’opération pivot(A,B,C) donnera :

A

B1

B2

B3

A1

C1

C2

A2

C3

C4

C5

On applique cela aux marathons où on veut avoir les villes comme noms de colonnes et une année par ligne.

[53]:
piv = df.pivot(index="annee", columns="ville", values="temps")
pandas.concat([piv[20:23], piv[40:43], piv.tail(n=3)])
[53]:
ville AMSTERDAM BERLIN BOSTON CHICAGO FUKUOKA LONDON NEW YORK PARIS STOCKOLM
annee
1967 NaN NaN 02:15:45 NaN 02:09:37 NaN NaN NaN NaN
1968 NaN NaN 02:22:17 NaN 02:10:48 NaN NaN NaN NaN
1969 NaN NaN 02:13:49 NaN 02:11:13 NaN NaN NaN NaN
1987 02:12:40 02:11:11 02:11:50 NaN 02:08:18 02:09:50 02:11:01 02:11:09 02:13:52
1988 02:12:38 02:11:45 02:08:43 02:08:57 02:11:04 02:10:20 02:08:20 02:13:53 02:14:26
1989 02:13:52 02:10:11 02:09:06 02:11:25 02:12:54 02:09:03 02:08:01 02:13:03 02:13:34
2009 02:06:18 02:06:08 02:08:42 02:05:41 02:05:18 02:05:10 02:09:15 02:05:47 02:15:34
2010 02:05:44 02:05:08 02:05:52 02:06:23 02:08:24 02:05:19 02:08:14 02:06:41 02:12:48
2011 NaN 02:03:38 02:03:02 NaN NaN 02:04:40 NaN 02:06:29 02:14:07

Il existe une méthode qui effectue l’opération inverse : Dataframe.stack.

Lambda fonctions

Les lambda expressions permettent une syntaxe plus légère (syntactic sugar) pour déclarer une fonction simple. Cela est très utile pour passer une fonction en argument notamment. Par exemple pour trier sur le 2ème element d’un tuple.

[54]:
pairs = [(1, "one"), (2, "two"), (3, "three"), (4, "four")]
pairs.sort(key=lambda pair: pair[1])
print(pairs)
[(4, 'four'), (1, 'one'), (3, 'three'), (2, 'two')]

On peut réécrire le groupby aggrégé par max_entier en utilisant une fonction lambda

[55]:
def max_entier(x):
    return int(max(x))


nb = df[["annee", "secondes"]].groupby("annee").agg(max_entier).reset_index()
nb.tail(n=3)
# same as:
nb = df[["annee", "secondes"]].groupby("annee").agg(lambda x: int(max(x))).reset_index()
nb.tail(n=3)
[55]:
annee secondes
62 2009 8134
63 2010 7968
64 2011 8047

Exercice 2 : lambda fonction

Ecrire une lambda fonction qui prend deux paramètres et qui est équivalente à la fonction suivante :

[56]:
def delta(x, y):
    return max(x, y) - min(x, y)

On utilise beaucoup les lambda fonctions lorsqu’une fonction prend une fonction en argument :

[57]:
def riemann(a, b, f, n):
    return sum(f(a + (b - a) * i / n) for i in range(0, n)) / n


riemann(0, 1, lambda x: x**2, 1000)
[57]:
0.3328334999999999

Ensuite, il faut utiliser une lambda fonction et la fonction apply pour tirer un échantillon aléatoire

Exercice 3 : moyennes par groupes

Toujours avec le même jeu de données (marathon.txt), on veut ajouter une ligne à la fin du tableau croisé dynamique contenant la moyenne en secondes des temps des marathons pour chaque ville.

[ ]:

Avec ou sans index

Une façon naïve de faire une jointure entre deux tables de taille \(m\) et \(n\) et de regarder toutes les \(mn\) combinaisons possibles. La taille de la table résultante dépend du type de jointure (inner, outer) et de l’unicité des clés utilisées pour la jointure. Si les clés sont uniques, la table finale aura au plus \(m+n\) lignes (une par clé).

Dans la plupart des cas, \(O(mn)\) opérations est beaucoup trop long. On peut faire plus rapide en triant chacune des tables d’abord et en les fusionnant : \(O(n \ln n) + O(m \ln m) + O(n+m)\). Si \(m=n\), il est évident que cette façon de faire est plus rapide. C’est une des choses que fait pandas (présentation) (voir aussi klib).

On peut trier une table selon une clé ou encore utiliser une table de hachage), il est alors très rapide de retrouver la ligne ou les lignes qui partagent cette clé. On dit que la table est indexée selon cette clé. Indexer selon une ou plusieurs colonnes une table accélère toute opération s’appuyant sur ces colonnes comme la recherche d’un élément.

On veut comparer le temps nécessaire pour une recherche. Pour cela on utilise la %magic function %timeit (ou %%timeit si on veut l”appliquer à la cellule) de Jupyter.

[58]:
import pandas, random

big_df = pandas.DataFrame(
    {
        "cle1": random.randint(1, 100),
        "cle2": random.randint(1, 100),
        "autre": random.randint(1, 10),
    }
    for i in range(0, 100000)
)
big_df.shape
[58]:
(100000, 3)
[59]:
%timeit big_df[(big_df.cle1 == 1) & (big_df.cle2 == 1)]
784 µs ± 33.5 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1,000 loops each)

Et la version indexée :

[60]:
big_dfi = big_df.set_index(["cle1", "cle2"])
big_dfi = big_dfi.sort_index()  # Il ne faut oublier de trier.

%timeit big_dfi.loc[(1,1), :]
310 µs ± 8.6 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1,000 loops each)
[61]:
big_dfi.head()
[61]:
autre
cle1 cle2
1 1 3
1 1
1 7
1 4
1 1

Plus la table est grande, plus le gain est important.

Dates

Les dates sont souvent compliquées à gérer car on n’utilise pas le mêmes format dans tous les pays. Pour faire simple, je recommande deux options :

  • Soit convertir les dates/heures au format chaînes de caractères AAAA-MM-JJ hh:mm:ss:ms qui permet de trier les dates par ordre croissant.

  • Soit convertir les dates/heures au format datetime (date) ou timedelta (durée), voir format de date/heure).

Par exemple, voici le code qui a permis de générer la colonne seconde de la table marathon :

[62]:
from datetime import datetime, time

df = df_marathon
df = df[["ville", "annee", "temps"]]  # on enlève la colonne secondes pour la recréer
df["secondes"] = df.apply(
    lambda r: (
        datetime.strptime(r.temps, "%H:%M:%S") - datetime(1900, 1, 1)
    ).total_seconds(),
    axis=1,
)
df.head()
[62]:
ville annee temps secondes
0 PARIS 2011 02:06:29 7589.0
1 PARIS 2010 02:06:41 7601.0
2 PARIS 2009 02:05:47 7547.0
3 PARIS 2008 02:06:40 7600.0
4 PARIS 2007 02:07:17 7637.0

Plot(s)

Récupération des données

On récupère les données disponibles sur le site de l’INSEE : Naissance, décès, mariages 2012. Il s’agit de récupérer la liste des mariages de l’année 2012. On souhaite représenter le graphe du nombre de mariages en fonction de l’écart entre les mariés.

[1]:
import urllib.request
import zipfile
import http.client


def download_and_save(name, root_url):
    try:
        response = urllib.request.urlopen(root_url + name)
    except (TimeoutError, urllib.request.URLError, http.client.BadStatusLine):
        # back up plan
        root_url = (
            "https://github.com/sdpython/teachdata/raw/main/naissance_deces_mariage/"
        )
        response = urllib.request.urlopen(root_url + name)
    with open(name, "wb") as outfile:
        outfile.write(response.read())


def unzip(name):
    with zipfile.ZipFile(name, "r") as z:
        z.extractall(".")


filenames = [
    "etatcivil2012_mar2012_dbase.zip",
    "etatcivil2012_nais2012_dbase.zip",
    "etatcivil2012_dec2012_dbase.zip",
]
root_url = "https://www.insee.fr/fr/statistiques/fichier/2407910/"

for filename in filenames:
    download_and_save(filename, root_url)
    unzip(filename)
    print("Download of {}: DONE!".format(filename))
Download of etatcivil2012_mar2012_dbase.zip: DONE!
Download of etatcivil2012_nais2012_dbase.zip: DONE!
Download of etatcivil2012_dec2012_dbase.zip: DONE!

L’exemple suivant pourrait ne pas marcher si le module dbfread n’est pas installé. Si tel est le cas, le programme utilisera une version des données après utilisation de ce module.

[64]:
import pandas
from dbfread import DBF


def dBase2df(dbase_filename):
    table = DBF(dbase_filename, load=True, encoding="cp437")
    return pandas.DataFrame(table.records)


df = df_civil = dBase2df("mar2012.dbf")
# df.to_csv("mar2012.txt", sep="\t", encoding="utf8", index=False)

df.shape, df.columns
---------------------------------------------------------------------------
ModuleNotFoundError                       Traceback (most recent call last)
Cell In[64], line 2
      1 import pandas
----> 2 from dbfread import DBF
      5 def dBase2df(dbase_filename):
      6     table = DBF(dbase_filename, load=True, encoding="cp437")

ModuleNotFoundError: No module named 'dbfread'

L”encoding est une façon de représenter les caractères spéciaux (comme les caractères accentuées). L’encoding le plus répandu est utf-8. Sans la mention encoding="cp437", la fonction qui lit le fichier fait des erreurs lors de la lecture car elle ne sait pas comment interpréter certains caractères spéciaux. On récupère de la même manière la signification des variables :

[ ]:
vardf = dBase2df("varlist_mariages.dbf")
print(vardf.shape, vardf.columns)
vardf
(16, 4) Index(['VARIABLE', 'LIBELLE', 'TYPE', 'LONGUEUR'], dtype='object')
VARIABLE LIBELLE TYPE LONGUEUR
0 AMAR Année du mariage CHAR 4
1 ANAISF Année de naissance de l'épouse CHAR 4
2 ANAISH Année de naissance de l'époux CHAR 4
3 DEPDOM Département de domicile après le mariage CHAR 3
4 DEPMAR Département de mariage CHAR 3
5 DEPNAISF Département de naissance de l'épouse CHAR 3
6 DEPNAISH Département de naissance de l'époux CHAR 3
7 ETAMATF État matrimonial antérieur de l'épouse CHAR 1
8 ETAMATH État matrimonial antérieur de l'époux CHAR 1
9 INDNATF Indicateur de nationalité de l'épouse CHAR 1
10 INDNATH Indicateur de nationalité de l'époux CHAR 1
11 JSEMAINE Jour du mariage dans la semaine CHAR 1
12 MMAR Mois du mariage CHAR 2
13 NBENFCOM Enfants en commun avant le mariage CHAR 1
14 TUCOM Tranche de commune du lieu de domicile des époux CHAR 1
15 TUDOM Tranche d'unité urbaine du lieu de domicile de... CHAR 1

Exercice 4 : nuage de points

On veut tracer un nuage de points avec en abscisse l’âge du mari, en ordonnée, l’âge de la femme. Il faudra peut-être jeter un coup d’oeil sur la documentation de la méthode plot. Etant donné le nombre d’observations, ce graphe risque d’être moins lisible qu’une heatmap.

[ ]:
# df.plot(...)

Exercice 5 : graphe d’une distribution avec pandas

En ajoutant une colonne et en utilisant l’opération group by, on veut obtenir la distribution du nombre de mariages en fonction de l’écart entre les mariés. Au besoin, on changera le type d’une colone ou deux. Le module pandas propose un panel de graphiques standard faciles à obtenir. On souhaite représenter la distribution sous forme d’histogramme. A vous de choisir le meilleure graphique depuis la page Visualization.

[ ]:
# df["colonne"] = df.apply(lambda r: int(r["colonne"]), axis=1)  # pour changer de type
# df["difference"] = ...

matplotlib

matplotlib est le module qu’utilise pandas. Ainsi, la méthode plot retourne un objet de type Axes qu’on peut modifier par la suite via les méthodes suivantes. On peut ajouter un titre avec set_title ou ajouter une grille avec grid. On peut également superposer deux courbes sur le même graphique, ou changer de taille de caractères. Le code suivant trace le nombre de mariages par département.

[ ]:
df["nb"] = 1
dep = (
    df[["DEPMAR", "nb"]]
    .groupby("DEPMAR", as_index=False)
    .sum()
    .sort_values("nb", ascending=False)
)
ax = dep.plot(kind="bar", figsize=(18, 6))
ax.set_xlabel("départements", fontsize=16)
ax.set_title("nombre de mariages par départements", fontsize=16)
ax.legend().set_visible(False)  # on supprime la légende
../_images/c_data_nb_dataframe_134_0.png

Quand on ne sait pas, le plus simple est d’utiliser un moteur de recherche avec un requête du type : matplotlib + requête. Pour créer un graphique, le plus courant est de choisir le graphique le plus ressemblant d’une gallerie de graphes puis de l’adapter à vos données.

Exercice 6 : distribution des mariages par jour

On veut obtenir un graphe qui contient l’histogramme de la distribution du nombre de mariages par jour de la semaine et d’ajouter une seconde courbe correspond avec un second axe à la répartition cumulée.

[ ]:

Annexes

Créer un fichier Excel avec plusieurs feuilles

La page Allow ExcelWriter() to add sheets to existing workbook donne plusieurs exemples d’écriture. On diminue la taille du document Excel à écrire.

[ ]:
df1000 = df[:1000]
[ ]:
import pandas

writer = pandas.ExcelWriter("ton_example100.xlsx")
df1000.to_excel(writer, "Data 0")
df1000.to_excel(writer, "Data 1")
writer.close()

Eléments de réponses pour les exercices

Exercice 1 : créer un fichier Excel

On souhaite récupérer les données donnees_enquete_2003_television.txt.

  • POIDSLOG : Pondération individuelle relative

  • POIDSF : Variable de pondération individuelle

  • cLT1FREQ : Nombre d’heures en moyenne passées à regarder la télévision

  • cLT2FREQ : Unité de temps utilisée pour compter le nombre d’heures passées à regarder la télévision, cette unité est représentée par les quatre valeurs suivantes

    • 0 : non concerné

    • 1 : jour

    • 2 : semaine

    • 3 : mois

Ensuite, on veut :

  1. Supprimer les colonnes vides

  2. Obtenir les valeurs distinctes pour la colonne cLT2FREQ

  3. Modifier la matrice pour enlever les lignes pour lesquelles l’unité de temps (cLT2FREQ) n’est pas renseignée ou égale à zéro.

  4. Sauver le résultat au format Excel.

Vous aurez peut-être besoin des fonctions suivantes :

[ ]:
df = pandas.read_csv(
    "https://github.com/sdpython/teachpyx/raw/main/_data/donnees_enquete_2003_television.txt",
    sep="\t",
)
df.head()
POIDLOG POIDSF cLT1FREQ cLT2FREQ Unnamed: 4 Unnamed: 5 Unnamed: 6 Unnamed: 7 Unnamed: 8 Unnamed: 9 ... Unnamed: 22 Unnamed: 23 Unnamed: 24 Unnamed: 25 Unnamed: 26 Unnamed: 27 Unnamed: 28 Unnamed: 29 Unnamed: 30 Unnamed: 31
0 0.889422 4766.865201 2 1.0 NaN NaN NaN NaN NaN NaN ... NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN
1 2.310209 12381.589746 30 1.0 NaN NaN NaN NaN NaN NaN ... NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN
2 2.740070 14685.431344 6 2.0 NaN NaN NaN NaN NaN NaN ... NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN
3 1.775545 9516.049939 1 1.0 NaN NaN NaN NaN NaN NaN ... NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN
4 0.732512 3925.907588 3 1.0 NaN NaN NaN NaN NaN NaN ... NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN

5 rows × 32 columns

On enlève les colonnes vides :

[ ]:
df = df[[c for c in df.columns if "Unnamed" not in c]]
df.head()
POIDLOG POIDSF cLT1FREQ cLT2FREQ
0 0.889422 4766.865201 2 1.0
1 2.310209 12381.589746 30 1.0
2 2.740070 14685.431344 6 2.0
3 1.775545 9516.049939 1 1.0
4 0.732512 3925.907588 3 1.0
[ ]:
notnull = df[~df.cLT2FREQ.isnull()]  # équivalent )  df [ df.cLT2FREQ.notnull() ]
print(len(df), len(notnull))
notnull.tail()
8403 7386
POIDLOG POIDSF cLT1FREQ cLT2FREQ
8397 0.502091 2690.961176 3 1.0
8398 0.306852 1644.574141 6 1.0
8399 2.501181 13405.104689 6 1.0
8400 1.382758 7410.905653 1 1.0
8401 0.343340 1840.132652 3 1.0
[ ]:
notnull.to_excel("data.xlsx")  # question 4

Questions

  • Que changerait l’ajout du paramètre how='outer' dans ce cas ?

  • On cherche à joindre deux tables A,B qui ont chacune trois clés distinctes : \(c_1, c_2, c_3\). Il y a respectivement dans chaque table \(A_i\) et \(B_i\) lignes pour la clé \(c_i\). Combien la table finale issue de la fusion des deux tables contiendra-t-elle de lignes ?

L’ajout du paramètres how='outer' ne changerait rien dans ce cas car les deux tables fusionnées contiennent exactement les mêmes clés.

Le nombre de lignes obtenus serait \(\sum_{i=1}^{3} A_i B_i\). Il y a trois clés, chaque ligne de la table A doit être associée à toutes les lignes de la table B partageant la même clé.

Exercice 2 : lambda function

Ecrire une lambda function qui prend deux paramètres et qui est équivalente à la fonction suivante

[ ]:
def delta(x, y):
    return max(x, y) - min(x, y)
[ ]:
delta = lambda x, y: max(x, y) - min(x, y)
[ ]:
delta(4, 5)
1
[ ]:
import random

df["select"] = df.apply(lambda row: random.randint(1, 10), axis=1)
echantillon = df[df["select"] == 1]
echantillon.shape, df.shape
((830, 5), (8403, 5))

Exercice 3 : moyennes par groupes

Toujours avec le même jeu de données, on veut ajouter une ligne à la fin du tableau croisé dynamique contenant la moyenne en secondes des temps des marathons pour chaque ville.

La solution requiert trois étapes.

  1. Pour avoir la moyenne par villes, il faut grouper les lignes associées à la même villes.

  2. Ensuite, il faut introduire ces moyennes dans la table initiale : on fusionne.

  3. On effectue le même pivot que dans l’énoncé.

[ ]:
# étape 1
# par défaut, la méthode groupby utilise la clé de group comme index
# pour ne pas le faire, il faut préciser as_index = False
df = df_marathon
gr = df[["ville", "secondes"]].groupby("ville", as_index=False).mean()
gr.head()
ville secondes
0 AMSTERDAM 7883.371429
1 BERLIN 7922.315789
2 BOSTON 7891.061224
3 CHICAGO 7815.909091
4 FUKUOKA 8075.187500
[ ]:
# étape 2 - on ajoute une colonne
tout = df.merge(gr, on="ville")
tout.head()
ville annee temps secondes_x secondes_y
0 PARIS 2011 02:06:29 7589 7937.028571
1 PARIS 2010 02:06:41 7601 7937.028571
2 PARIS 2009 02:05:47 7547 7937.028571
3 PARIS 2008 02:06:40 7600 7937.028571
4 PARIS 2007 02:07:17 7637 7937.028571
[ ]:
# étape 3
piv = tout.pivot(index="annee", columns="ville", values="secondes_x")
piv.tail()
ville AMSTERDAM BERLIN BOSTON CHICAGO FUKUOKA LONDON NEW YORK PARIS STOCKOLM
annee
2007 7589.0 7466.0 8053.0 7871.0 7599.0 7661.0 7744.0 7637.0 8456.0
2008 7672.0 7439.0 7665.0 7585.0 7570.0 7515.0 7723.0 7600.0 8163.0
2009 7578.0 7568.0 7722.0 7541.0 7518.0 7510.0 7755.0 7547.0 8134.0
2010 7544.0 7508.0 7552.0 7583.0 7704.0 7519.0 7694.0 7601.0 7968.0
2011 NaN 7418.0 7382.0 NaN NaN 7480.0 NaN 7589.0 8047.0

A partir de là, on ne voit pas trop comment s’en sortir. Voici ce que je propose :

  1. On effectue un pivot sur la petite matrice des moyennes.

  2. On ajoute ce second pivot avec le premier (celui de l’énoncé).

[ ]:
gr["annee"] = "moyenne"
pivmean = gr.pivot(index="annee", values="ville", columns="secondes")
pivmean
secondes 7695.161290 7815.909091 7883.371429 7891.061224 7922.315789 7928.560976 7937.028571 8075.187500 8133.393939
annee
moyenne LONDON CHICAGO AMSTERDAM BOSTON BERLIN NEW YORK PARIS FUKUOKA STOCKOLM
[ ]:
piv = df.pivot(index="annee", columns="ville", values="secondes")
pandas.concat([piv, pivmean]).tail()
AMSTERDAM BERLIN BOSTON CHICAGO FUKUOKA LONDON NEW YORK PARIS STOCKOLM 7695.1612903225805 7815.909090909091 7883.371428571429 7891.061224489796 7922.315789473684 7928.5609756097565 7937.028571428571 8075.1875 8133.393939393939
annee
2008 7672.0 7439.0 7665.0 7585.0 7570.0 7515.0 7723.0 7600.0 8163.0 NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN
2009 7578.0 7568.0 7722.0 7541.0 7518.0 7510.0 7755.0 7547.0 8134.0 NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN
2010 7544.0 7508.0 7552.0 7583.0 7704.0 7519.0 7694.0 7601.0 7968.0 NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN
2011 NaN 7418.0 7382.0 NaN NaN 7480.0 NaN 7589.0 8047.0 NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN
moyenne NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN NaN LONDON CHICAGO AMSTERDAM BOSTON BERLIN NEW YORK PARIS FUKUOKA STOCKOLM

En résumé, cela donne (j’ajoute aussi le nombre de marathons courus) :

[ ]:
piv = df.pivot(index="annee", columns="ville", values="secondes")
gr = df[["ville", "secondes"]].groupby("ville", as_index=False).mean()
gr["annee"] = "moyenne"
pivmean = gr.pivot(index="annee", columns="ville", values="secondes")

pandas.concat([piv, pivmean]).tail()
ville AMSTERDAM BERLIN BOSTON CHICAGO FUKUOKA LONDON NEW YORK PARIS STOCKOLM
annee
2008 7672.000000 7439.000000 7665.000000 7585.000000 7570.0000 7515.00000 7723.000000 7600.000000 8163.000000
2009 7578.000000 7568.000000 7722.000000 7541.000000 7518.0000 7510.00000 7755.000000 7547.000000 8134.000000
2010 7544.000000 7508.000000 7552.000000 7583.000000 7704.0000 7519.00000 7694.000000 7601.000000 7968.000000
2011 NaN 7418.000000 7382.000000 NaN NaN 7480.00000 NaN 7589.000000 8047.000000
moyenne 7883.371429 7922.315789 7891.061224 7815.909091 8075.1875 7695.16129 7928.560976 7937.028571 8133.393939

Exercice 4 : écart entre les mariés

  1. En ajoutant une colonne et en utilisant l’opération group by, on veut obtenir la distribution du nombre de mariages en fonction de l’écart entre les mariés. Au besoin, on changera le type d’une colone ou deux.

  2. On veut tracer un nuage de points avec en abscisse l’âge du mari, en ordonnée, l’âge de la femme. Il faudra peut-être jeter un coup d’oeil sur la documentation de la méthode plot.

[ ]:
df = df_civil  # on récupère le dataframe déjà construit
print(df.shape, df.columns)
df.head()
(246123, 17) Index(['ANAISH', 'DEPNAISH', 'INDNATH', 'ETAMATH', 'ANAISF', 'DEPNAISF',
       'INDNATF', 'ETAMATF', 'AMAR', 'MMAR', 'JSEMAINE', 'DEPMAR', 'DEPDOM',
       'TUDOM', 'TUCOM', 'NBENFCOM', 'nb'],
      dtype='object')
ANAISH DEPNAISH INDNATH ETAMATH ANAISF DEPNAISF INDNATF ETAMATF AMAR MMAR JSEMAINE DEPMAR DEPDOM TUDOM TUCOM NBENFCOM nb
0 1982 75 1 1 1984 99 2 1 2012 01 1 29 99 9 N 1
1 1956 69 2 4 1969 99 2 4 2012 01 3 75 99 9 N 1
2 1982 99 2 1 1992 99 1 1 2012 01 5 34 99 9 N 1
3 1985 99 2 1 1987 84 1 1 2012 01 4 13 99 9 N 1
4 1968 99 2 1 1963 99 2 1 2012 01 6 26 99 9 N 1
[ ]:
df["ageH"] = df.apply(lambda r: 2014 - int(r["ANAISH"]), axis=1)
df["ageF"] = df.apply(lambda r: 2014 - int(r["ANAISF"]), axis=1)
df.head()
ANAISH DEPNAISH INDNATH ETAMATH ANAISF DEPNAISF INDNATF ETAMATF AMAR MMAR JSEMAINE DEPMAR DEPDOM TUDOM TUCOM NBENFCOM nb ageH ageF
0 1982 75 1 1 1984 99 2 1 2012 01 1 29 99 9 N 1 32 30
1 1956 69 2 4 1969 99 2 4 2012 01 3 75 99 9 N 1 58 45
2 1982 99 2 1 1992 99 1 1 2012 01 5 34 99 9 N 1 32 22
3 1985 99 2 1 1987 84 1 1 2012 01 4 13 99 9 N 1 29 27
4 1968 99 2 1 1963 99 2 1 2012 01 6 26 99 9 N 1 46 51
[ ]:
df.plot(x="ageH", y="ageF", kind="scatter");
../_images/c_data_nb_dataframe_169_0.png
[ ]:
df.plot(x="ageH", y="ageF", kind="hexbin");
../_images/c_data_nb_dataframe_170_0.png

Exercice 5 : graphe de la distribution avec pandas

Le module pandas propose un panel de graphiques standard faciles à obtenir. On souhaite représenter la distribution sous forme d’histogramme. A vous de choisir le meilleure graphique depuis la page Visualization.

[ ]:
df["ANAISH"] = df.apply(lambda r: int(r["ANAISH"]), axis=1)
df["ANAISF"] = df.apply(lambda r: int(r["ANAISF"]), axis=1)
df["differenceHF"] = df.ANAISH - df.ANAISF
df["nb"] = 1
dist = df[["nb", "differenceHF"]].groupby("differenceHF", as_index=False).count()
df["differenceHF"].hist(figsize=(16, 6), bins=50);
../_images/c_data_nb_dataframe_172_0.png

Exercice 6 : distribution des mariages par jour

On veut obtenir un graphe qui contient l’histogramme de la distribution du nombre de mariages par jour de la semaine et d’ajouter une seconde courbe correspond avec un second axe à la répartition cumulée.

[ ]:
df["nb"] = 1
dissem = df[["JSEMAINE", "nb"]].groupby("JSEMAINE", as_index=False).sum()
total = dissem["nb"].sum()
repsem = dissem.cumsum()
repsem["nb"] /= total

ax = dissem["nb"].plot(kind="bar")
repsem["nb"].plot(ax=ax, secondary_y=True)
ax.set_title("distribution des mariages par jour de la semaine");
../_images/c_data_nb_dataframe_174_0.png
[ ]:


Notebook on github