10-Pandas之数据融合（pd.merge()、df.join()、df.combine_first()详解）

一、pd.merge()

pd.merge()的常用参数

参数	说明
left	参与合并的左侧DataFrame
right	参与合并的右侧DataFrame
how	如何合并。值为{'left','right','outer','inner'}，默认为'inner' left： 仅保留左侧DataFrame中存在的键 right：仅保留右侧DataFrame中存在的键 outer：保留左右DataFrame键的交集 inner：保留左右DataFrame键的并集
on	用于连接的列名，默认是两个DataFrame重叠的列
left_on	左侧DataFrame中用作连接键的列
right_on	右侧DataFrame中用作连接键的列
left_index	{True,False}，将左侧的行索引用作其连接键
right_index	{True,False}，将右侧的行做引用作其连接键
suffixes	字符串值元组，用于追加到重叠列名的后缀，默认为（'_x','_y'）

（1）先创建两个DataFrame

>>> left = pd.DataFrame({'姓名':['张某','李某','段某'],'年龄':[22,26,24]})
>>> left
   姓名  年龄
0  张某  22
1  李某  26
2  段某  24

>>> right = pd.DataFrame({'姓名':['张某','李某','钱某'],'籍贯':['北京','河北','江苏']})
>>> right
   姓名  籍贯
0  张某  北京
1  李某  河北
2  钱某  江苏

（2）在默认情况下，将重叠列当做键，也可通过参数on指定；

>>> pd.merge(left,right)
   姓名  年龄  籍贯
0  张某  22  北京
1  李某  26  河北

#通过参数on指定
>>> pd.merge(left,right,on='姓名')
   姓名  年龄  籍贯
0  张某  22  北京
1  李某  26  河北

（3）融合指标变量indicator，设置indicator的值为True，则融合结果中将增加列名为"_merge"的一列，其值代表不同含义：

取值	说明
left_only	融合的键仅在左侧的DataFrame中存在
right_only	融合的键仅在右侧的DataFrame中存在
both	融合的键在左右两侧的DataFrame中均存在

>>> pd.merge(left,right,on='姓名',how='outer',indicator=True)
   姓名    年龄   籍贯      _merge
0  张某  22.0   北京        both
1  李某  26.0   河北        both
2  段某  24.0  NaN   left_only
3  钱某   NaN   江苏  right_only

　　indicator也可以接受字符串，生成的指标列的列名将由”_merge“变为该字符串：

>>> pd.merge(left,right,on='姓名',how='outer',indicator='indicator_column')
   姓名    年龄   籍贯 indicator_column
0  张某  22.0   北京             both
1  李某  26.0   河北             both
2  段某  24.0  NaN        left_only
3  钱某   NaN   江苏       right_only

（4）索引与列进行融合

注：left的索引和right中的某一列均为“姓名”，现在需要根据姓名进行融合

>>> left = pd.DataFrame({'年龄':[22,26,24]},index=['张某','李某','段某'])
>>> left
    年龄
张某  22
李某  26
段某  24
>>> left.index.name='姓名'
>>> left
    年龄
姓名
张某  22
李某  26
段某  24

>>> right = pd.DataFrame({'姓名':['张某','李某','钱某'],'籍贯':['北京','河北','江苏']})
>>> right
   姓名  籍贯
0  张某  北京
1  李某  河北
2  钱某  江苏

#其中，left的索引和right中的某一列均为“姓名”，现在需要根据姓名进行融合
>>> pd.merge(left,right,how='outer',left_index=True,right_on='姓名')
     年龄  姓名   籍贯
0  22.0  张某   北京
1  26.0  李某   河北
2  24.0  段某  NaN
2   NaN  钱某   江苏

（5）索引与索引的融合

left和right的索引均为‘姓名’，现进行融合

>>> left = pd.DataFrame({'年龄':[22,26,24]},index=['张某','李某','段某'])
>>> left.index.name='姓名'
>>> right = pd.DataFrame({'籍贯':['北京','河北','江苏']},index=['张某','李某','钱某'])
>>> right.index.name='姓名'
>>> left
    年龄
姓名
张某  22
李某  26
段某  24
>>> right
    籍贯
姓名
张某  北京
李某  河北
钱某  江苏

#left和right的索引均为‘姓名’，现进行融合
>>> pd.merge(left,right,how='outer',left_index=True,right_index=True)
      年龄   籍贯
姓名
张某  22.0   北京
李某  26.0   河北
段某  24.0  NaN
钱某   NaN   江苏

二、join()

join()函数相对于pd.merge()而言是一种更为简便的实现方式

（1）对于索引与列的融合，需要设置on参数，来指明左键

注意：此时on的值应该是具体的列，而不是索引，索引此时的实体（即join左边的对象应该是包含“姓名”列的DataFrame）

>>> left
    年龄
姓名
张某  22
李某  26
段某  24
>>> right
   姓名  籍贯
0  张某  北京
1  李某  河北
2  钱某  江苏

#注意：此时on的值应该是具体的列，而不是索引，索引此时的实体（即join左边的对象应该是包含“姓名”列的DataFrame）
>>> right.join(left,on='姓名')
   姓名  籍贯    年龄
0  张某  北京  22.0
1  李某  河北  26.0
2  钱某  江苏   NaN

（2）索引与索引的融合

相当于>>>pd.merge(left,right,how='outer',left_index=True,right_on='姓名')

>>> left
    年龄
姓名
张某  22
李某  26
段某  24
>>> right
    籍贯
姓名
张某  北京
李某  河北
钱某  江苏

>>> left.join(right,how='outer')
      年龄   籍贯
姓名
张某  22.0   北京
李某  26.0   河北
段某  24.0  NaN
钱某   NaN   江苏

三、combine_first()

　　由于数据融合是有一种常见的现象，即：需要根据一个DataFrame对象中的值为另一个DataFrame中的值做缺失值处理；

于是combine_first()应运而生，该方法实现了用参数对象中的数据为调用者对象的缺失数据“打补丁”，且会自动对其索引。

>>> left = pd.DataFrame({'姓名':['张某','李某','段某'],'年龄':[22,26,24]})
>>> right = pd.DataFrame({'姓名':['张某','李某','段某'],'年龄':[22,np.nan,np.nan],'籍贯':['北京','河北','江苏']})

#根据left中的值去填补right中的值
>>> right.combine_first(left)
   姓名    年龄  籍贯
0  张某  22.0  北京
1  李某  26.0  河北
2  段某  24.0  江苏