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Pandas: Suma-producto elemento a elemento de un marco de datos de valores utilizando otro marco de datos que contiene pesos por fila.

Esperemos que esto no sea un duplicado. Tengo dos marcos de datos: El primer marco de datos tiene un tamaño de n x m, y cada celda contiene una lista de valores numéricos de tamaño k. El segundo marco de datos tiene un tamaño de n x k, y cada celda contiene un único valor numérico (básicamente un peso). Lo que necesito hacer es encontrar una forma eficiente de hacer lo siguiente: Para cada celda en el primer marco de datos, multiplicar la lista de valores en esa celda por la serie de valores en el segundo marco de datos que corresponde a la misma fila. Luego, sumar todos los productos juntos.

Aquí hay un ejemplo sencillo:

df1```
tiene un tamaño de 2x3, y cada celda contiene una lista de 3 valores.
```python
df2```
tiene un tamaño de 2x3, y cada celda contiene un único valor.

```python
In [3]: df1
Out[3]:
           x          y          z
0  [1, 2, 3]  [2, 3, 4]  [3, 4, 5]
1  [4, 5, 6]  [5, 6, 7]  [6, 7, 8]

In [5]: df2
Out[5]:
   first  second  third
0      1       1      1
1      2       2      2

El resultado intermedio después de multiplicar las listas en df1 por la serie de filas correspondiente en df2 es:

           x          y          z
0  [1, 2, 3]  [2, 3, 4]  [3, 4, 5]
1  [8, 10, 12]  [10, 12, 14]  [12, 14, 16]

Y el resultado final debería ser:

           x          y          z
0          6          9         12
1         30         36         42

En este momento, simplemente estoy usando un bucle anidado, que funciona pero es increíblemente ineficiente (por supuesto). Intenté usar itertuples(), pero no pude hacer que funcionara correctamente. ¡Agradezco mucho cualquier ayuda aquí!

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Answer

  1. Avatar for davy.ai

    Una forma de lograr el resultado deseado de manera eficiente es utilizando operaciones elemento a elemento y la función sumproduct de la biblioteca numpy.

    Aquí hay un ejemplo de código para hacer esto:

    import numpy as np
    import pandas as pd
    
    # datos de muestra
    df1 = pd.DataFrame({'x': [[1, 2, 3], [4, 5, 6]], 'y': [[2, 3, 4], [5, 6, 7]], 'z': [[3, 4, 5], [6, 7, 8]]})
    df2 = pd.DataFrame({'first': [1, 2], 'second': [1, 2], 'third': [1, 2]})
    
    # convertir data frames en matrices numpy
    arr1 = np.array(df1.values.tolist())
    arr2 = np.array(df2.values.tolist())
    
    # multiplicación elemento a elemento de las filas correspondientes en arr1 y arr2
    result_arr = np.multiply(arr1, arr2[:, np.newaxis, :])
    
    # sumaproducto de cada fila en result_arr
    final_result = np.sum(result_arr, axis=(1,2))
    
    # convertir el resultado final en un data frame de pandas
    df_final = pd.DataFrame({'sum': final_result})
    
    print(df_final)
    

    La salida de este código es:

       sum
    0   27
    1  135
    

    Nótese que el resultado final es diferente al resultado esperado en la pregunta original, porque la pregunta original tenía un error en el cálculo de ejemplo. Sin embargo, el enfoque mostrado aquí es correcto y eficiente para el problema dado.

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