pandas concat DataFrame對不同的索引

Question

一般問題

我有一個任意名單pandas.DataFrame的（讓我們用2保持示例清楚），我想concat他們的Index是：

1. 既不是現有DataFrames的inner也不是outer連接
2. 是一個不同的單獨Index ，但只有所有DataFrame的日期

例如，采用以下2個DataFrame （注意Index形狀的不同）：

In [01]: d1 = pandas.DataFrame( numpy.random.randn(15, 4), 
                                columns = ['a', 'b', 'c', 'd'], 
                                index = pandas.DatetimeIndex(start = '01/01/2001', 
                                                             freq = 'b', 
                                                             periods = 15)
          )

In [02]: d2 = pandas.DataFrame( numpy.random.randn(17, 4), 
                                columns = ['e', 'f', 'g', 'h'], 
                                index = pandas.DatetimeIndex(start = '01/05/2001', 
                                                             freq = 'b', 
                                                             periods = 17)
          )

我想在這里構造的交叉Index上加入這兩個DataFrame ，例如my_index ：

In [03]: ind = range(0, 10, 2)
In [04]: my_index = d2.index[ind].copy()

因此，以下結果應該具有相同的結果：

In [05]: d1.loc[my_index, :].join(d2.loc[my_index, :] )
Out[65]: 
               a         b         c         d         e         f  \
2001-01-05  1.702556 -0.885554  0.766257 -0.731700 -1.071232  1.806680   
2001-01-09 -0.968689 -0.700311  1.024988 -0.705764  0.804285 -0.337177   
2001-01-11  1.249893 -0.613356  1.975736 -0.093838  0.428004  0.634204   
2001-01-15  0.430000  0.502100  0.194092  0.588685 -0.507332  1.404635   
2001-01-17  1.005721  0.604771 -2.296667  0.157201  1.583537  1.359332   

               g         h  
2001-01-05 -1.183528  1.260880  
2001-01-09  0.352487  0.700853  
2001-01-11  1.060694  0.040667  
2001-01-15 -0.044510  0.565152  
2001-01-17 -0.731624 -0.331027  

個人考慮因素

因為這是一個更大的應用程序，我將有任意數量的DataFrame ，我想：

1. 使用現有的pandas功能而不是構建我自己的hack，即reduce( map ( ) )等。
2. 返回DataFrame交集的視圖，而不是創建DataFrame的副本

Answer 1

我認為沒有開箱即用的Pandas功能。 但是，建立自己的並不難：

def select_join(dfs, index):
    result = dfs[0].reindex(index)
    for df in dfs[1:]:
        result = result.join(df, how='inner')
    return result

---

例如，

import numpy as np
import pandas as pd
import string
import itertools as IT

columns = iter(string.letters)
dfs = []
for i in range(3):
    d1 = pd.DataFrame( np.random.randn(15, 4), 
                           columns = list(IT.islice(columns, 4)), 
                           index = pd.DatetimeIndex(start = '01/01/2001', 
                                                    freq = 'b', 
                                                    periods = 15))
    dfs.append(d1)

ind = range(0, 10, 2)
my_index = d1.index[ind].copy()
print(select_join(dfs, my_index))

產量

                   a         b         c         d         e         f  \
2001-01-01  0.228430 -1.154375 -0.612703 -2.760826 -0.877355 -0.071581   
2001-01-03  1.452750  1.341027  0.051486  1.231563  0.428353  1.320172   
2001-01-05 -0.966979 -1.997200 -0.376060 -0.692346 -1.689897  0.549653   
2001-01-09 -0.117443 -0.888103  2.092829 -0.467220 -1.083004 -1.443015   
2001-01-11 -0.168980 -0.152663  0.365618  0.444175 -1.472091 -0.578182   

                   g         h         i         j         k         l  
2001-01-01 -0.098758  0.920457 -1.072377 -0.627720  0.223060  0.903130  
2001-01-03  1.962124  1.134501 -0.209813 -2.309090  0.358121  0.655156  
2001-01-05  1.088195 -1.705393 -0.161167 -0.339617  0.945495  0.220701  
2001-01-09  0.970829  1.931192  0.943150 -1.895580  0.815188 -1.485206  
2001-01-11  0.747193 -1.221069 -0.164531 -0.395197 -0.754051  0.922090  

---

關於第二個考慮因素：如果index是任意的，則無法返回視圖。 DataFrame將數據（類似dtype）存儲在NumPy數組中。 從NumPy數組中選擇任意行時，將分配新數組的空間，並將行從原始數組復制到新數組中。 僅當選擇可以表示為基本切片時才返回視圖。 NumPy的這種限制 - 一個非常難以刪除的限制！ - 冒泡到Pandas，導致DataFrames在索引不能表達為基本切片時返回副本。

Answer 2

不同的方法及其時代（完整性）

我已經接受了@ unutbu的答案，但我認為展示我創建的兩個函數（和@ unutbu）及其不同的%timeit值以防任何人想要使用它可能是有價值的：

創建df_list和my_index ：

dfs = []
for i in range(5):
    tmp = pandas.DataFrame( numpy.random.randn(1000, 4), 
                            columns = list(itertools.islice(columns, 4)), 
                            index = pandas.DatetimeIndex(start = '01/01/2000', 
                                                         freq = 'b', 
                                                         periods = 1000)
    )

    dfs.append(tmp)

ind = range(0, 1000, 2)
my_index = tmp.index[ind].copy()

3種不同的實現方式

def join_on_index_a(df_list, index):
    return pandas.concat( 
                          map( lambda x: x.reindex(index), df_list), 
                          axis = 1
    )

#@unutbu's implementation
def join_on_index_b(df_list, index):
    result = dfs[0].reindex(index)
    for df in dfs[1:]:
        result = result.join(df, how='inner')
    return result

def join_on_index_c(df_list, index):
    return pandas.concat( map( lambda x: x.loc[index, :], df_list), axis = 1)

使用iPython %timeit的結果

In [49]: %timeit join_on_index_a(dfs, my_index)
1000 loops, best of 3: 1.85 ms per loop

In [50]: %timeit join_on_index_b(dfs, my_index)
100 loops, best of 3: 1.94 ms per loop

In [51]: %timeit join_on_index_c(dfs, my_index)
100 loops, best of 3: 21.5 ms per loop