最近日期以熊貓為單位的新近度加權移動平均值

Question

我有以下df：

index = pd.to_datetime(['2017-03-01', '2017-03-01', '2017-02-15', '2017-02-01',
        '2017-01-20', '2017-01-20', '2017-01-20', '2017-01-02', 
        '2016-12-04', '2016-12-04', '2016-12-04', '2016-11-16'])

df = pd.DataFrame(data = {'val': [8, 1, 5, 2, 3 , 5, 9, 14, 13, 2, 1, 12],
               'group': ['one', 'two', 'one', 'one', 'two', 'two', 'one', 'two', 
               'two', 'one', 'one', 'two']}, 
               index=index)

df = df.sort_index()

             group val
2016-11-16   two   12
2016-12-04   two   13
2016-12-04   one    2
2016-12-04   one    1
2017-01-02   two   14
2017-01-20   two    3
2017-01-20   two    5
2017-01-20   one    9
2017-02-01   one    2
2017-02-15   one    5
2017-03-01   one    8
2017-03-01   two    1

在每組（一，兩個）中，我希望最近一次加權的新近度加權平均值。 因此，例如查看第一組：

           group  val
2016-12-04   one    2
2016-12-04   one    1
2017-01-20   one    9
2017-02-01   one    2
2017-02-15   one    5
2017-03-01   one    8

例如，對於日期2017-02-15 ，我希望計算一個新列，該列具有以前值[2,9]的新近度加權版本（對於過去的較近日期，權重較高）作為該日期的值，1,2]。 請注意，一組中可能有多次約會，而這些約會的權重應該相同。

我認為大熊貓的指數加權函數將對此有所幫助。 我認為一組中的日期是相同的，因此我將首先取這些值的平均值，以便以后可以應用簡單的shift（）。 我嘗試了以下方法：

df =  df.reset_index().set_index(['index', 'group']).groupby(
      level=[0,1]).mean().reset_index().set_index('index')

現在，如果我對新近度加權不感興趣，可以嘗試類似

df = df.groupby('group')['val'].expanding().mean().groupby(level=0).shift()

然后與原始日期和組合並。 但是，當我嘗試使用pandas.ewma時，我缺少以下信息：

df.groupby('group')['val'].ewm(span=27).groupby(level=0).shift()

我可以遍歷各組：

grouped = df.groupby('group')['val']
for key, group in grouped:
    print pd.ewma(group, span=27).shift()

index
2016-12-04         NaN
2017-01-20    1.500000
2017-02-01    5.388889
2017-02-15    4.174589
2017-03-01    4.404414
Name: val, dtype: float64
index
2016-11-16          NaN
2016-12-04    12.000000
2017-01-02    12.518519
2017-01-20    13.049360
2017-03-01    10.529680

然后以某種方式將組和日期與原始df合並，但這似乎過於復雜。 有一個更好的方法嗎？

Answer 1

要執行新近度加權移動平均值而無需遍歷組並重新合並，可以使用apply 。

def rwma(group):
    # perform the ewma
    kwargs = dict(ignore_na=False, span=27, min_periods=0, adjust=True)
    result = group.ewm(**kwargs).mean().shift().reset_index()

    # rename the result column so that the merge goes smoothly
    result.rename(columns={result.columns[-1]: 'rwma'}, inplace=True)
    return result

recency = df.groupby('group')['val'].apply(rwma)

測試代碼：

import pandas as pd

df = pd.DataFrame(data={
    'val': [8, 1, 5, 2, 3, 5, 9, 14, 13, 2, 1, 12],
    'group': ['one', 'two', 'one', 'one', 'two', 'two',
              'one', 'two', 'two', 'one', 'one', 'two']},
    index=pd.to_datetime([
        '2017-03-01', '2017-03-01', '2017-02-15', '2017-02-01',
        '2017-01-20', '2017-01-20', '2017-01-20', '2017-01-02',
        '2016-12-04', '2016-12-04', '2016-12-04', '2016-11-16'])
    ).sort_index()

recency = df.groupby('group')['val'].apply(rwma)
print(recency)

結果：

             index       rwma
group                        
one   0 2016-12-04        NaN
      1 2016-12-04   2.000000
      2 2017-01-20   1.481481
      3 2017-02-01   4.175503
      4 2017-02-15   3.569762
      5 2017-03-01   3.899694
two   0 2016-11-16        NaN
      1 2016-12-04  12.000000
      2 2017-01-02  12.518519
      3 2017-01-20  13.049360
      4 2017-01-20  10.251243
      5 2017-03-01   9.039866

Answer 2

根據斯蒂芬的詢問，這是一個工作版本：

def rwma(group):
    # perform the ewma
    kwargs = dict(ignore_na=False, span=27, min_periods=0, adjust=True)
    result = group.resample('1D').mean().ewm(**kwargs).mean().shift()
    result = result[group.index].reset_index()

    # rename the result column so that the merge goes smoothly
    result.rename(columns={result.columns[-1]: 'rwma'}, inplace=True)
    return result

recency = df.groupby('group')['val'].apply(rwma)
print(recency)

輸出：

                 index       rwma
group                        
one   0 2016-12-04        NaN
      1 2016-12-04        NaN
      2 2017-01-20   1.500000
      3 2017-02-01   8.776518
      4 2017-02-15   4.016278
      5 2017-03-01   4.670166
two   0 2016-11-16        NaN
      1 2016-12-04  12.000000
      2 2017-01-02  12.791492
      3 2017-01-20  13.844843
      4 2017-01-20  13.844843
      5 2017-03-01   6.284914