計算具有不同維度的兩個時間序列數據幀的差異列

Question

我有兩個數據幀df1 (mxn) 和df2 (mx1) 作為時間序列，我想計算df1和df2之間每一列的差異，看起來像df3 。

import pandas as pd
df1 = pd.DataFrame({
    'Date':['2021-01-01', '2021-01-02', '2021-01-03', '2021-01-04'],
    '01K W':[1.2, 0.4, 0.2, -0.4], 
    '02K W':[3.5, 3.2, 'nan', 'nan'], 
    '03K W':[-1, -2.3, 0.3, 2.4], 
    '04K W':[1.5, 2.6, 3.2, 4.2]})

df2 = pd.DataFrame({
    'Date':['2021-01-01', '2021-01-02', '2021-01-03', '2021-01-04'],
    'K W':[1, 1.5, 1.2, 0.8]})

df3 = pd.DataFrame({
    'Date':['2021-01-01', '2021-01-02', '2021-01-03', '2021-01-04'],
    '01K W':[0.2, 1.1, 1, 1.2], 
    '02K W':[2.5, 1.7, 'nan', 'nan'], 
    '03K W':[2, 3.8, 0.9, 1.6], 
    '04K W':[0.5, 1.1, 2, 3.4]})

有沒有一種簡單的方法可以明智地構建差異列？

Answer 1

您可以將Date設置為索引，並使用.sub方法：

df1.set_index('Date').sub(df2.set_index('Date')['K W'], axis='rows')

輸出：

            01K W  02K W  03K W  04K W
Date                                  
2021-01-01    0.2    2.5   -2.0    0.5
2021-01-02   -1.1    1.7   -3.8    1.1
2021-01-03   -1.0    NaN   -0.9    2.0
2021-01-04   -1.2    NaN    1.6    3.4

注意：您可能希望在set_index('Date')之后添加astype(float) set_index('Date')以更正您的數據類型。

Answer 2

首先，您需要使用數值，而不是字符串。

看起來您的“日期”字段代表您的索引。 Pandas 系列可以根據它們的共享索引按元素添加/減去，因此值得將它們稱為索引。 然后您可以簡單地遍歷您的 df1 列以將 df2 應用於每個列。

from numpy import nan
import pandas as pd

df1 = pd.DataFrame({
    'Date':['2021-01-01', '2021-01-02', '2021-01-03', '2021-01-04'],
    '01K W':[1.2, 0.4, 0.2, -0.4], 
    '02K W':[3.5, 3.2, nan, nan], 
    '03K W':[-1, -2.3, 0.3, 2.4], 
    '04K W':[1.5, 2.6, 3.2, 4.2]})

df2 = pd.DataFrame({
    'Date':['2021-01-01', '2021-01-02', '2021-01-03', '2021-01-04'],
    'K W':[1, 1.5, 1.2, 0.8]})

df1 = df1.set_index('Date')
df2 = df2.set_index('Date')

df3 = df1.copy()

for c in df1.columns:
    df3[c] = df1[c] - df2['K W']
    
df3

產量：

            01K W  02K W  03K W  04K W
Date                                  
2021-01-01    0.2    2.5   -2.0    0.5
2021-01-02   -1.1    1.7   -3.8    1.1
2021-01-03   -1.0    NaN   -0.9    2.0
2021-01-04   -1.2    NaN    1.6    3.4

Answer 3

另一種做法：

df4 = df1[['01K W', '02K W', '03K W', '04K W']].astype(float).subtract(df2['K W'].astype(float), axis=0).abs().join(df1['Date'])[['Date','01K W', '02K W', '03K W', '04K W']]


print(df4)