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将一个系列四舍五入到 N 个有效数字

[英]Round a series to N number of significant figures

我有一个浮点数数据框,我需要创建一个函数,该函数将取一列并将所有值四舍五入为 N 个有效数字

因此该列可能如下所示:

123.949
23.87 
1.9865
0.0129500

如果我想四舍五入到 3 个有效数字,我会将列和 3 传递给函数来得到这个

124.0
23.9
1.99
0.013

如何在不循环列的情况下有效地执行此操作?

我有一个方程可以计算一个数字的有效数字

round(x, N-int(floor(log10(abs(x))))

但它不适用于系列或数据框

您可以使用pandas.Series.apply ,它在轴(列或行)上实现了一个明智的函数元素:

df.col.apply(lambda x: round(x, N - int(floor(log10(abs(x))))))

请注意,您不能真正在此处使用pandas.DataFrame.apply ,因为 round 函数应该是元素明智的,而不是在整个轴上。

不同之处在于您的函数输入是float而不是获取array

另一种选择是applymap ,它在整个pandas.DataFrame上按元素实现一个函数。

df.applymap(lambda x: round(x, N - int(floor(log10(abs(x))))))

这是在数据框中的系列上应用自定义函数的另一种方法。 但是,当最后一位数字为 5 时,内置的 round() 似乎会将小数部分向下舍入,因此在您的示例中,您实际上会得到 0.0129 而不是 0.013。 我试图解决这个问题。 还添加了将有效数字的数量设置为参数的功能,以获得您想要应用的舍入。

import pandas as pd
from math import floor, log10

df = pd.DataFrame({'floats':[123.949, 23.87, 1.9865, 0.0129500]})

def smarter_round(sig):
    def rounder(x):
        offset = sig - floor(log10(abs(x)))
        initial_result = round(x, offset)
        if str(initial_result)[-1] == '5' and initial_result == x:
            return round(x, offset - 2)
        else:
            return round(x, offset - 1)
    return rounder

print(df['floats'].apply(smarter_round(3)))

Out:
    0    124.000
    1     23.900
    2      1.990
    3      0.013
    Name: floats, dtype: float64

对于大型数据帧, .apply 可能会很慢。 我见过的最好的解决方案来自Scott Gigante ,他直接为 numpy 解决了同样的问题。

这是他的答案的轻微修改版本,只是添加了一些熊猫包装。 该解决方案快速且稳健。

from typing import Union
import pandas as pd
import numpy as np

def significant_digits(df: Union[pd.DataFrame, pd.Series], 
                       significance: int, 
                       inplace: bool = False) -> Union[pd.DataFrame, pd.Series, None]:
    
    # Create a positive data vector with a place holder for NaN / inf data
    data = df.values
    data_positive = np.where(np.isfinite(data) & (data != 0), np.abs(data), 10**(significance-1))

    # Align data by magnitude, round, and scale back to original
    magnitude = 10 ** (significance - 1 - np.floor(np.log10(data_positive)))
    data_rounded = np.round(data * magnitude) / magnitude

    # Place back into Series or DataFrame
    if inplace:
        df.loc[:] = data_rounded
    else:
        if isinstance(df, pd.DataFrame):
            return pd.DataFrame(data=data_rounded, index=df.index, columns=df.columns)
        else:
            return pd.Series(data=data_rounded, index=df.index)
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