import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as pltPour essayer les exemples présents dans ce tutoriel :
Compétences à l’issue de ce chapitre
- Importer un jeu de données sous forme de dataframe
Pandaset explorer sa structure ; - Effectuer des manipulations sur les colonnes et les lignes ;
- Construire des statistiques agrégées et chaîner les opérations ;
- Utiliser les méthodes graphiques de
Pandaspour se représenter rapidement la distribution des données.
1 Introduction
Le package Pandas est l’une des briques centrales de l’écosystème de
la data science depuis une dizaine d’années. Le DataFrame,
objet central dans des langages comme R
ou Stata, a longtemps était un grand absent dans l’écosystème Python.
Pourtant, grâce à Numpy, toutes les briques de base étaient présentes
mais méritaient d’être réagencées pour convenir aux besoins
des data scientists.
Wes McKinney, lorsqu’il a construit Pandas
pour proposer un dataframe s’appuyant, en arrière-plan, sur la librairie
de calcul numérique Numpy, a permis un grand bond en avant pour Python
dans l’analyse de données qui explique sa popularité dans l’écosystème
de la data science. Pandas n’est pas sans limite1, nous aurons l’occasion
d’en évoquer quelques unes, mais la grande richesse des méthodes d’analyses
proposées simplifie énormément le travail d’analyse de données.
Pour en savoir plus sur ce package, l’ouvrage
de référence de McKinney (2012) présente de nombreuses fonctionnalités du package.
Nous nous concentrerons dans ce chapitre sur les éléments les plus pertinents dans le cadre d’une introduction à la data science et laisserons les utilisateurs intéressés approfondir leurs connaissances dans les ressources foisonnantes qu’il existe sur le sujet.
Comme les jeux de données prennent généralement de la valeur
en associant plusieurs sources, par exemple pour mettre en relation
un enregistrement avec une donnée contextuelle ou pour lier deux bases
clients afin d’avoir une donnée faisant sens, le chapitre suivant présentera
la manière d’associer des jeux de données
différents avec Pandas.
A l’issue du chapitre suivant, grâce à des croisements
de données, nous diposerons d’une base fine sur les empreintes
carbone des Français2.
1.1 Données
Dans ce tutoriel Pandas, nous allons utiliser :
- Les émissions de gaz à effet de serre estimées au niveau communal par l’ADEME. Le jeu de données est
disponible sur data.gouv
et requêtable directement dans
Pythonavec cet url ;
Le chapitre suivant permettra de mettre en application des éléments présents dans ce chapitre avec les données ci-dessus associées à des données de contexte au niveau communal.
1.2 Environnement
Nous suivrons les conventions habituelles dans l’import des packages :
Pour obtenir des résultats reproductibles, on peut fixer la racine du générateur pseudo-aléatoire.
np.random.seed(123)Au cours de cette démonstration des principales fonctionalités de Pandas, et
lors du chapitre suivant,
je recommande de se référer régulièrement aux ressources suivantes :
- L’aide officielle de
Pandas. Notamment, la page de comparaison des langages qui est très utile ; - Ce tutoriel,
pensé certes pour les utilisateurs d’
Observable Javascript, mais qui offre de nombreux exemples intéressants pour les afficionados dePandas; - La cheatsheet suivante, issue de ce post
Pour rappel, afin d’exécuter les exemples de code dans un notebook interactif, vous pouvez utiliser les raccourcis en haut de la page pour lancer celui-ci dans votre environnement de prédilection.
2 Logique de Pandas
2.1 Anatomie d’une table Pandas
L’objet central dans la logique Pandas est le DataFrame.
Il s’agit d’une structure particulière de données
à deux dimensions, structurées en alignant des lignes et colonnes.
Contrairement à une matrice, les colonnes
peuvent être de types différents.
Un DataFrame est composé des éléments suivants :
- l’indice de la ligne ;
- le nom de la colonne ;
- la valeur de la donnée ;
Pandas,
empruntée à https://x.com/epfl_exts/status/9975060006000844802.2 Avant le DataFrame, la Serie
En fait, un DataFrame est une collection d’objets appelés pandas.Series.
Ces Series sont des objets d’une dimension qui sont des extensions des
array-unidimensionnels Numpy3. En particulier, pour faciliter le traitement
de données catégorielles ou temporelles, des types de variables
supplémentaires sont disponibles dans Pandas par rapport à
Numpy (categorical, datetime64 et timedelta64). Ces
types sont associés à des méthodes optimisées pour faciliter le traitement
de ces données.
Il existe plusieurs types possibles pour un pandas.Series, extension des types de données de base en Python qui détermineront ensuite le comportement de cette variable. En effet, de nombreuses opérations n’ont pas le même sens selon qu’on a une valeur numérique ou non.
Les types les plus simples (int ou float) correspondent aux valeurs numériques:
poids = pd.Series([3, 7, 12])
poids0 3
1 7
2 12
dtype: int64
Attention aux valeurs manquantes !
De manière générale, si Pandas détecte exclusivement des valeurs entières dans une variable, il utilisera le type int pour optimiser la mémoire. Ce choix fait sens. Il a néanmoins un inconvénient: Numpy, et donc par extension Pandas, ne sait se représenter des valeurs manquantes pour le type int (plus d’éléments sur les valeurs manquantes ci-dessous).
En attendant le changement de couche basse en faveur d’Arrow, qui lui sait gérer les valeurs manquantes dans les int, la méthode à mettre en oeuvre est de convertir au type float si la variable sera amenée à avoir des valeurs manquantes, ce qui est assez simple:
Pour des données textuelles, c’est tout aussi simple:
animal = pd.Series(["chat", "chien", "koala"])
animal0 chat
1 chien
2 koala
dtype: objectLe type object correspond est une voiture-balais pour les types de données exclusivement textuelles (type str) ou mélangeant données textuelles et numériques (type mixed). Historiquement, c’était un type intermédiaire entre le factor et le character de R. Cependant, depuis quelques temps, il existe un type équivalent au factor de R dans Pandas pour
les variables dont le nombre de valeurs
est une liste finie et relativement courte, le type category. Le type object pouvant provoquer des erreurs inattendues par sa nature mixte, il est recommandé, lorsqu’on désire se concentrer sur une variable, de faire un choix sur la nature de celle-ci et de la convertir:
- 1
-
Pour convertir en
category(le choix qui fait sens ici) - 2
-
Pour convertir en
str(si on désire faire des opérations textuelles ultérieures)
0 chat
1 chien
2 koala
dtype: objectIl faut bien examiner les types de ses objets Pandas et les convertir s’ils ne font pas sens ; Pandas fait certes des choix optimisés mais il est parfois nécessaire de les corriger car Pandas ne connaît pas vos usages ultérieurs des données. C’est l’une des opérations à faire lors
du feature engineering, ensemble des étapes de préparation des données pour un usage ultérieur.
3 De la Serie au DataFrame
Nous avons crée deux séries indépendantes, animal
et poids qui sont pourtant reliées. Dans le monde matriciel, cela correspondrait à passer du vecteur à la matrice. Dans le monde de Pandas, cela veut dire passer de la Serie au DataFrame.
Cela se fait naturellement avec Pandas:
animaux = pd.DataFrame(zip(animal, poids), columns=["animal", "poids"])
animaux| animal | poids | |
|---|---|---|
| 0 | chat | 3 |
| 1 | chien | 7 |
| 2 | koala | 12 |
- On doit utiliser
zipici carPandasattend une structure du type{"var1": [val1, val2], "var2": [val1, val2]}qui n’est pas celle que nous avons préparé précédemment. Nous verrons néanmoins que cette approche n’est pas la plus usuelle pour créer unDataFrame
3.1 L’indexation
La différence essentielle entre une Series et un objet Numpy est l’indexation.
Dans Numpy,
l’indexation est implicite ; elle permet d’accéder à une donnée (celle à
l’index situé à la position i).
Avec une Series, on peut bien sûr utiliser un indice de position mais on peut
surtout faire appel à des indices plus explicites.
Ceci permet d’accéder à la donnée de manière plus naturelle, en utilisant les noms de colonne par exemple:
animaux["poids"]0 3
1 7
2 12
Name: poids, dtype: int64L’existence d’indice rend le subsetting, c’est-à-dire la sélection de lignes ou de colonnes, particulièrement aisé. Les DataFrames pendant présentent deux indices: ceux des lignes et ceux des colonnes. On pourra faire des sélections sur ces deux dimensions. En anticipant sur les exercices ultérieurs, on peut voir que cela va nous faciliter la sélection de ligne:
animaux.loc[animaux["animal"] == "chat", "poids"]0 3
Name: poids, dtype: int64Cette instruction est équivalente à la commande SQL:
SELECT poids FROM animaux WHERE animal == "chat"Si on revient sur notre jeu de données animaux,
on peut voir sur la gauche l’affichage du numéro de la ligne:
animaux| animal | poids | |
|---|---|---|
| 0 | chat | 3 |
| 1 | chien | 7 |
| 2 | koala | 12 |
Il s’agit de l’indice par défaut pour la dimension ligne car nous n’en n’avons pas configuré un. Ce n’est pas obligatoire, il est tout à fait possible d’avoir un indice correspondant à une variable d’intérêt (nous découvrirons cela lorsque nous explorerons groupby dans le prochain chapitre). Cependant, cela peut être piégeux et il est recommandé que cela ne soit que transitoire, d’où l’intérêt de faire régulièrement des reset_index.
3.2 Le concept de tidy data
Le concept de tidy data, popularisé par Hadley Wickham via ses packages R (voir Wickham, Çetinkaya-Rundel, et Grolemund (2023)),
est parfaitement pertinent pour décrire la structure d’un DataFrame Pandas.
Les trois règles des données tidy sont les suivantes :
- Chaque variable possède sa propre colonne ;
- Chaque observation possède sa propre ligne ;
- Une valeur, matérialisant une observation d’une variable, se trouve sur une unique cellule.
Ces principes peuvent vous apparaître de bon sens mais vous découvrirez que de nombreux formats de données ne correspondent pas à ce principe. Par exemple, des tableurs Excel proposent régulièrement des valeurs à cheval sur plusieurs colonnes ou plusieurs lignes fusionnées. Restructurer cette donnée selon le principe des tidy data sera un enjeu pour être en mesure d’effectuer des traitements sur celle-ci.
4 Importer des données avec Pandas
S’il fallait créer à la main tous ses DataFrames
à partir de vecteurs, Pandas ne serait pas pratique. Pandas propose de nombreuses fonctions pour lire
des données stockées dans des formats différents.
Les données les plus simples à lire sont les données tabulaires stockées dans un format adéquat. Les deux principaux formats à connaître sont le CSV et le format Parquet. Le premier présente l’avantage de la simplicité - il est universel, connu de tous et est lisible par n’importe quel éditeur de texte. Le second gagne en popularité dans l’écosystème de la donnée, car il règle certaines limites du CSV (stockage optimisé, types des variables prédéfénis…) mais présente l’inconvénient de ne pas être lisible sans un outil adéquat (qui heureusement sont de plus en plus présents dans les éditeurs de code standard comme VSCode). Pour en savoir plus sur la différence entre CSV et Parquet, se reporter aux chapitre d’approfondissement sur le sujet.
Les donées stockées dans les autres formats textes dérivés du CSV (.txt, .tsv…) ou les formats type JSON sont lisibles avec Pandas mais il faut parfois itérer pour trouver les bons paramètres de lecture. Nous découvrirons dans d’autres chapitres que d’autres formats de données liés à des structures de données différentes sont tout aussi lisibles avec Python.
Les formats plats (.csv, .txt…) et le format Parquet sont simples à utiliser avec Pandas parce que d’une part ils ne sont pas propriétaires et d’autre part ils stockent la donnée sous
une forme tidy. Les données issues de tableurs, Excel ou LibreOffice, sont plus ou moins compliquées
à importer selon qu’elles suivent ce schéma ou non.
Cela vient du fait que ces outils sont utilisés à tord et à travers. Alors que dans le monde de la data science ceux-ci devraient servir principalement à diffuser des tableaux finaux pour du reporting, ils servent souvent à diffuser une donnée brute qui pourrait l’être par des canaux plus adaptés.
L’une des principales difficultés liées aux tableurs vient du fait que les données sont généralement associées à de la documentation dans le même onglet - par exemple le tableur comporte quelques lignes décrivant les sources avant le tableau - ce qui nécessite de l’intelligence humaine pour assister Pandas lors de la phase d’import. Celle-ci sera toujours possible mais lorsqu’il existe une alternative sous forme de fichier plat, il n’y a pas d’hésitation à avoir.
4.1 Lire des données depuis un chemin local
Cet exercice vise à présenter l’intérêt d’utiliser un chemin relatif plutôt qu’un chemin absolu pour favoriser la reproductibilité du code. Nous préconiserons néanmoins par la suite de privilégier directement la lecture depuis internet lorsqu’elle est possible et n’implique pas le téléchargement récurrent d’un fichier volumineux.
Pour préparer cet exercice, le code suivant permettra de télécharger des données qu’on va écrire en local
import requests
url = "https://www.insee.fr/fr/statistiques/fichier/6800675/v_commune_2023.csv"
url_backup = "https://minio.lab.sspcloud.fr/lgaliana/data/python-ENSAE/cog_2023.csv"
try:
response = requests.get(url)
except requests.exceptions.RequestException as e:
print(f"Error : {e}")
response = requests.get(url_backup)
# Only download if one of the request succeeded
if response.status_code == 200:
with open("cog_2023.csv", "wb") as file:
file.write(response.content)
Exercice préliminaire: Importer un CSV (optionnel)
- Utiliser le code ci-dessus ☝️ pour télécharger les données. Utiliser
Pandaspour lire le fichier téléchargé. - Chercher où les données ont été écrites. Observer la structure de ce dossier.
- Créer un dossier depuis l’explorateur de fichiers (à gauche dans
JupyterouVSCode). Déplacer le CSV et le notebook. Redémarrer le kernel et adaptez votre code si besoin. Refaire cette manipulation plusieurs fois avec des dossiers différents. Quel peut être le problème rencontré ?
| TYPECOM | COM | REG | DEP | CTCD | ARR | TNCC | NCC | NCCENR | LIBELLE | CAN | COMPARENT | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | COM | 01001 | 84.0 | 01 | 01D | 012 | 5 | ABERGEMENT CLEMENCIAT | Abergement-Clémenciat | L'Abergement-Clémenciat | 0108 | NaN |
| 1 | COM | 01002 | 84.0 | 01 | 01D | 011 | 5 | ABERGEMENT DE VAREY | Abergement-de-Varey | L'Abergement-de-Varey | 0101 | NaN |
Le principal problème de la lecture depuis des
fichiers stockés en local est le risque de
se rendre adhérant à un système de fichier
qui n’est pas forcément partagé. Il vaut mieux,
lorsque c’est possible, directement lire la donnée
avec un lien HTTPS, ce que Pandas sait faire.
De plus, lorsqu’on travaille sur de l’open data cela assure qu’on utilise la dernière donnée
disponible et non une duplication en local qui peut ne pas être à jour.
4.2 Lecture depuis un CSV disponible sur internet
L’URL d’accès aux données peut être conservé dans une variable ad hoc :
url = "https://koumoul.com/s/data-fair/api/v1/datasets/igt-pouvoir-de-rechauffement-global/convert"L’objectif du prochain exercice est de se familiariser à l’import et l’affichage de données
avec Pandas et à l’affichage de quelques observations.
Exercice 1: Importer un CSV et explorer la structure de données
- Importer les données de l’Ademe à l’aide du package
Pandaset de la commande consacrée pour l’import de csv. Nommer leDataFrameobtenuemissions4. - Utiliser les méthodes adéquates afin d’afficher pour les 10 premières valeurs, les 15 dernières et un échantillon aléatoire de 10 valeurs grâce aux méthodes adéquates du package
Pandas. - Tirer 5 pourcents de l’échantillon sans remise.
- Ne conserver que les 10 premières lignes et tirer aléatoirement dans celles-ci pour obtenir un DataFrame de 100 données.
- Faire 100 tirages à partir des 6 premières lignes avec une probabilité de 1/2 pour la première observation et une probabilité uniforme pour les autres.
En cas de blocage à la question 1
Lire la documentation de read_csv (très bien faite) ou chercher des exemples
en ligne pour découvrir cette fonction.
Comme l’illustre cet exercice, l’affichage des DataFrames dans les notebooks est assez ergonomique.
Les premières et dernières lignes s’affichent
automatiquement. Pour des tables de valorisation présentes dans un
rapport ou un article de recherche, le chapitre suivant
présente great_tables qui offre de très riches
fonctionnalités de mise en forme des tableaux.
Warning
Il faut faire attention au display et aux
commandes qui révèlent des données (head, tail, etc.)
dans un notebook qui exploite
des données confidentielles lorsqu’on utilise
le logiciel de contrôle de version Git (cf. chapitres dédiés).
En effet, on peut se
retrouver à partager des données, involontairement, dans l’historique
Git. Comme cela sera expliqué dans le chapitre dédié à Git,
un fichier, nommé le .gitignore, suffit pour créer quelques règles
évitant le partage involontaire de données avec Git.
5 Explorer la structure d’un DataFrame
Pandas propose donc un schéma de données assez familier aux utilisateurs
de logiciels statistiques comme R. A l’instar des
principaux paradigmes de traitement de la données comme le tidyverse (R),
la grammaire de Pandas est héritière de la logique SQL.
La philosophie est très proche : on effectue des opérations
de sélection de ligne, de colonne, des tris de ligne en fonction
de valeurs de certaines colonnes, des traitements standardisés sur des
variables, etc. De manière générale, on privilégie les traitements
faisant appel à des noms de variables à des numéros de ligne ou de
colonne.
Que vous soyez familiers de SQL ou de R, vous retrouverez une logique
similaire à celle que vous connaissez quoique les noms puissent diverger:
df.loc[df['y']=='b'] s’écrira peut-être df %>% filter(y=='b') (R)
ou SELECT * FROM df WHERE y == 'b' (SQL) mais la logique
est la même.
Pandas propose énormément de fonctionnalités pré-implémentées.
Il est vivement recommandé, avant de se lancer dans l’écriture d’une
fonction, de se poser la question de son implémentation native dans Numpy, Pandas, etc.
La plupart du temps, s’il existe une solution implémentée dans une librairie, il convient
de l’utiliser car elle sera plus efficace que celle que vous mettrez en oeuvre.
Pour présenter les méthodes les plus pratiques pour l’analyse de données, on peut partir de l’exemple des consommations de CO2 communales issues des données de l’Ademe auquel les exercices précédents étaient dédiés.
df = pd.read_csv(
"https://koumoul.com/s/data-fair/api/v1/datasets/igt-pouvoir-de-rechauffement-global/convert"
)
df| INSEE commune | Commune | Agriculture | Autres transports | Autres transports international | CO2 biomasse hors-total | Déchets | Energie | Industrie hors-énergie | Résidentiel | Routier | Tertiaire | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 01001 | L'ABERGEMENT-CLEMENCIAT | 3711.425991 | NaN | NaN | 432.751835 | 101.430476 | 2.354558 | 6.911213 | 309.358195 | 793.156501 | 367.036172 |
| 1 | 01002 | L'ABERGEMENT-DE-VAREY | 475.330205 | NaN | NaN | 140.741660 | 140.675439 | 2.354558 | 6.911213 | 104.866444 | 348.997893 | 112.934207 |
| 2 | 01004 | AMBERIEU-EN-BUGEY | 499.043526 | 212.577908 | NaN | 10313.446515 | 5314.314445 | 998.332482 | 2930.354461 | 16616.822534 | 15642.420313 | 10732.376934 |
| 3 | 01005 | AMBERIEUX-EN-DOMBES | 1859.160954 | NaN | NaN | 1144.429311 | 216.217508 | 94.182310 | 276.448534 | 663.683146 | 1756.341319 | 782.404357 |
| 4 | 01006 | AMBLEON | 448.966808 | NaN | NaN | 77.033834 | 48.401549 | NaN | NaN | 43.714019 | 398.786800 | 51.681756 |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
| 35793 | 95676 | VILLERS-EN-ARTHIES | 1628.065094 | NaN | NaN | 165.045396 | 65.063617 | 11.772789 | 34.556067 | 176.098160 | 309.627908 | 235.439109 |
| 35794 | 95678 | VILLIERS-ADAM | 698.630772 | NaN | NaN | 1331.126598 | 111.480954 | 2.354558 | 6.911213 | 1395.529811 | 18759.370071 | 403.404815 |
| 35795 | 95680 | VILLIERS-LE-BEL | 107.564967 | NaN | NaN | 8367.174532 | 225.622903 | 534.484607 | 1568.845431 | 22613.830247 | 12217.122402 | 13849.512001 |
| 35796 | 95682 | VILLIERS-LE-SEC | 1090.890170 | NaN | NaN | 326.748418 | 108.969749 | 2.354558 | 6.911213 | 67.235487 | 4663.232127 | 85.657725 |
| 35797 | 95690 | WY-DIT-JOLI-VILLAGE | 1495.103542 | NaN | NaN | 125.236417 | 97.728612 | 4.709115 | 13.822427 | 117.450851 | 504.400972 | 147.867245 |
35798 rows × 12 columns
5.1 Dimensions et structure d’un DataFrame
Les premières méthodes utiles permettent d’afficher quelques
attributs d’un DataFrame.
df.axes[RangeIndex(start=0, stop=35798, step=1),
Index(['INSEE commune', 'Commune', 'Agriculture', 'Autres transports',
'Autres transports international', 'CO2 biomasse hors-total', 'Déchets',
'Energie', 'Industrie hors-énergie', 'Résidentiel', 'Routier',
'Tertiaire'],
dtype='object')]df.columnsIndex(['INSEE commune', 'Commune', 'Agriculture', 'Autres transports',
'Autres transports international', 'CO2 biomasse hors-total', 'Déchets',
'Energie', 'Industrie hors-énergie', 'Résidentiel', 'Routier',
'Tertiaire'],
dtype='object')df.indexRangeIndex(start=0, stop=35798, step=1)Pour connaître les dimensions d’un DataFrame, on peut utiliser quelques méthodes pratiques :
df.ndim2df.shape(35798, 12)df.size429576Pour déterminer le nombre de valeurs uniques d’une variable, plutôt que chercher à écrire soi-même une fonction,
on utilise la
méthode nunique. Par exemple,
df["Commune"].nunique()33338Pandas propose énormément de méthodes utiles.
Voici un premier résumé de celles relatives à la structure des données, accompagné d’un comparatif avec R :
| Opération | pandas | dplyr (R) |
data.table (R) |
|---|---|---|---|
| Récupérer le nom des colonnes | df.columns |
colnames(df) |
colnames(df) |
| Récupérer les dimensions | df.shape |
dim(df) |
dim(df) |
| Récupérer le nombre de valeurs uniques d’une variable | df['myvar'].nunique() |
df %>% summarise(distinct(myvar)) |
df[,uniqueN(myvar)] |
5.2 Accéder à des éléments d’un DataFrame
En SQL, effectuer des opérations sur les colonnes se fait avec la commande
SELECT. Avec Pandas,
pour accéder à une colonne dans son ensemble on peut
utiliser plusieurs approches :
dataframe.variable, par exempledf.Energie. Cette méthode requiert néanmoins d’avoir des noms de colonnes sans espace ou caractères spéciaux, ce qui exclut souvent des jeux de données réels. Elle n’est pas recommandée. ;dataframe[['variable']]pour renvoyer la variable sous forme deDataFrame. Cette méthode peut être assez piégeuse pour une variable seule, il vaut mieux lui privilégierdataframe.loc[:,['variable']]qui est plus explicite sur la nature de l’objet qu’on désire en sortie ;dataframe['variable']pour renvoyer la variable sous forme deSeries. Par exemple,df[['Autres transports']]oudf['Autres transports']. C’est une manière préférable de procéder.
Pour récupérer plusieurs colonnes à la fois, il y a deux approches, la seconde étant préférable :
dataframe[['variable1', 'variable2']];dataframe.loc[:, ['variable1', 'variable2']]
Cela est équivalent à SELECT variable1, variable2 FROM dataframe en SQL.
Le .loc peut apparaître excessivement verbeux. Il permet néanmoins de s’assurer qu’on effectue bien un subset sur la dimension des colonnes. Les DataFrame ayant deux indices, ceux des lignes et des colonnes, on peut avoir parfois des surprises avec l’implicite, il est plus fiable d’être explicite.
5.3 Accéder à des lignes
Pour accéder à une ou plusieurs valeurs d’un DataFrame,
il existe deux manières conseillées de procéder, selon la
forme des indices de lignes ou colonnes utilisées :
df.iloc: utilise les indices. C’est une méthode moyennement fiable car les indices d’un DataFrame peuvent évoluer au cours d’un traitement (notamment lorsqu’on fait des opérations par groupe).df.loc: utilise les labels. Cette méthode est recommandée.
Warning
Les bouts de code utilisant la structure df.ix
sont à bannir car la fonction est deprecated et peut
ainsi disparaître à tout moment.
iloc va se référer à l’indexation de 0 à N où N est égal à df.shape[0] d’un
pandas.DataFrame. loc va se référer aux valeurs de l’index
de df.
Par exemple, avec le pandas.DataFrame df_example:
df_example = pd.DataFrame(
{"month": [1, 4, 7, 10], "year": [2012, 2014, 2013, 2014], "sale": [55, 40, 84, 31]}
)
df_example = df_example.set_index("month")
df_example| year | sale | |
|---|---|---|
| month | ||
| 1 | 2012 | 55 |
| 4 | 2014 | 40 |
| 7 | 2013 | 84 |
| 10 | 2014 | 31 |
df_example.loc[1, :]donnera la première ligne dedf(ligne où l’indicemonthest égal à 1) ;df_example.iloc[1, :]donnera la deuxième ligne (puisque l’indexation enPythoncommence à 0) ;df_example.iloc[:, 1]donnera la deuxième colonne, suivant le même principe.
Les exercices ultérieurs permettront de pratiquer cette syntaxe sur notre jeu de données des émissions de gaz carbonique.
6 Principales manipulations de données
Les opérations les plus fréquentes en SQL sont résumées par le tableau suivant.
Il est utile de les connaître (beaucoup de syntaxes de maniement de données
reprennent ces termes) car, d’une
manière ou d’une autre, elles couvrent la plupart
des usages de manipulation des données. Nous allons en décrire, par le suite, quelques unes:
| Opération | SQL | pandas | dplyr (R) |
data.table (R) |
|---|---|---|---|---|
| Sélectionner des variables par leur nom | SELECT |
df[['Autres transports','Energie']] |
df %>% select(Autres transports, Energie) |
df[, c('Autres transports','Energie')] |
| Sélectionner des observations selon une ou plusieurs conditions; | FILTER |
df[df['Agriculture']>2000] |
df %>% filter(Agriculture>2000) |
df[Agriculture>2000] |
| Trier la table selon une ou plusieurs variables | SORT BY |
df.sort_values(['Commune','Agriculture']) |
df %>% arrange(Commune, Agriculture) |
df[order(Commune, Agriculture)] |
| Ajouter des variables qui sont fonction d’autres variables; | SELECT *, LOG(Agriculture) AS x FROM df |
df['x'] = np.log(df['Agriculture']) |
df %>% mutate(x = log(Agriculture)) |
df[,x := log(Agriculture)] |
| Effectuer une opération par groupe | GROUP BY |
df.groupby('Commune').mean() |
df %>% group_by(Commune) %>% summarise(m = mean) |
df[,mean(Commune), by = Commune] |
| Joindre deux bases de données (inner join) | SELECT * FROM table1 INNER JOIN table2 ON table1.id = table2.x |
table1.merge(table2, left_on = 'id', right_on = 'x') |
table1 %>% inner_join(table2, by = c('id'='x')) |
merge(table1, table2, by.x = 'id', by.y = 'x') |
6.1 Opérations sur les colonnes : ajouter ou retirer des variables, les renommer, etc.
Sur le plan technique, les DataFrames Pandas sont des objets mutables en langage Python,
c’est-à-dire qu’il est possible de faire évoluer le DataFrame au grès
des opérations mises en oeuvre.
L’opération la plus classique consiste à ajouter ou retirer des variables à la table de données.
La manière la plus simple d’opérer pour ajouter des colonnes est
d’utiliser la réassignation. Par exemple, pour créer une variable dep qui correspond aux deux premiers numéros du code commune (code Insee), il suffit de prendre la variable et lui appliquer le traitement adapté (en l’occurrence ne garder que ses deux premières caractères):
df["dep"] = df["INSEE commune"].str[:2]
df.head(3)| INSEE commune | Commune | Agriculture | Autres transports | Autres transports international | CO2 biomasse hors-total | Déchets | Energie | Industrie hors-énergie | Résidentiel | Routier | Tertiaire | dep | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 01001 | L'ABERGEMENT-CLEMENCIAT | 3711.425991 | NaN | NaN | 432.751835 | 101.430476 | 2.354558 | 6.911213 | 309.358195 | 793.156501 | 367.036172 | 01 |
| 1 | 01002 | L'ABERGEMENT-DE-VAREY | 475.330205 | NaN | NaN | 140.741660 | 140.675439 | 2.354558 | 6.911213 | 104.866444 | 348.997893 | 112.934207 | 01 |
| 2 | 01004 | AMBERIEU-EN-BUGEY | 499.043526 | 212.577908 | NaN | 10313.446515 | 5314.314445 | 998.332482 | 2930.354461 | 16616.822534 | 15642.420313 | 10732.376934 | 01 |
En SQL, la manière de procéder dépend du moteur d’exécution. En pseudo-code cela donne
SELECT everything(), SUBSTR("code_insee", 2) AS dep FROM dfIl est possible d’appliquer cette approche de création de colonnes sur plusieurs colonnes. Un des intérêts de cette approche est qu’elle permet de recycler le nom de colonnes.
vars = ["Agriculture", "Déchets", "Energie"]
df[[v + "_log" for v in vars]] = np.log(df.loc[:, vars])
df.head(3)| INSEE commune | Commune | Agriculture | Autres transports | Autres transports international | CO2 biomasse hors-total | Déchets | Energie | Industrie hors-énergie | Résidentiel | Routier | Tertiaire | dep | Agriculture_log | Déchets_log | Energie_log | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 01001 | L'ABERGEMENT-CLEMENCIAT | 3711.425991 | NaN | NaN | 432.751835 | 101.430476 | 2.354558 | 6.911213 | 309.358195 | 793.156501 | 367.036172 | 01 | 8.219171 | 4.619374 | 0.856353 |
| 1 | 01002 | L'ABERGEMENT-DE-VAREY | 475.330205 | NaN | NaN | 140.741660 | 140.675439 | 2.354558 | 6.911213 | 104.866444 | 348.997893 | 112.934207 | 01 | 6.164010 | 4.946455 | 0.856353 |
| 2 | 01004 | AMBERIEU-EN-BUGEY | 499.043526 | 212.577908 | NaN | 10313.446515 | 5314.314445 | 998.332482 | 2930.354461 | 16616.822534 | 15642.420313 | 10732.376934 | 01 | 6.212693 | 8.578159 | 6.906086 |
La requête équivalente en SQL serait assez fastidieuse à écrire. Sur ce genre d’opérations, on voit bien l’intérêt d’avoir une librairie haut niveau comme Pandas.
Warning
Cela est possible grâce à la vectorisation native des opérations de Numpy et à la magie Pandas qui réarrange tout ceci. Ce n’est pas utilisable avec n’importe quelle fonction. Pour d’autres fonctions, il faudra utiliser assign, généralement par le biais de lambda functions, des fonctions temporaires faisant office de passe plat. Par exemple, pour créer une variable selon cette approche, il faudrait faire:
df.assign(Energie_log=lambda x: np.log(x["Energie"]))| INSEE commune | Commune | Agriculture | Autres transports | Autres transports international | CO2 biomasse hors-total | Déchets | Energie | Industrie hors-énergie | Résidentiel | Routier | Tertiaire | dep | Agriculture_log | Déchets_log | Energie_log | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 01001 | L'ABERGEMENT-CLEMENCIAT | 3711.425991 | NaN | NaN | 432.751835 | 101.430476 | 2.354558 | 6.911213 | 309.358195 | 793.156501 | 367.036172 | 01 | 8.219171 | 4.619374 | 0.856353 |
| 1 | 01002 | L'ABERGEMENT-DE-VAREY | 475.330205 | NaN | NaN | 140.741660 | 140.675439 | 2.354558 | 6.911213 | 104.866444 | 348.997893 | 112.934207 | 01 | 6.164010 | 4.946455 | 0.856353 |
| 2 | 01004 | AMBERIEU-EN-BUGEY | 499.043526 | 212.577908 | NaN | 10313.446515 | 5314.314445 | 998.332482 | 2930.354461 | 16616.822534 | 15642.420313 | 10732.376934 | 01 | 6.212693 | 8.578159 | 6.906086 |
| 3 | 01005 | AMBERIEUX-EN-DOMBES | 1859.160954 | NaN | NaN | 1144.429311 | 216.217508 | 94.182310 | 276.448534 | 663.683146 | 1756.341319 | 782.404357 | 01 | 7.527881 | 5.376285 | 4.545232 |
| 4 | 01006 | AMBLEON | 448.966808 | NaN | NaN | 77.033834 | 48.401549 | NaN | NaN | 43.714019 | 398.786800 | 51.681756 | 01 | 6.106949 | 3.879532 | NaN |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
| 35793 | 95676 | VILLERS-EN-ARTHIES | 1628.065094 | NaN | NaN | 165.045396 | 65.063617 | 11.772789 | 34.556067 | 176.098160 | 309.627908 | 235.439109 | 95 | 7.395148 | 4.175366 | 2.465791 |
| 35794 | 95678 | VILLIERS-ADAM | 698.630772 | NaN | NaN | 1331.126598 | 111.480954 | 2.354558 | 6.911213 | 1395.529811 | 18759.370071 | 403.404815 | 95 | 6.549122 | 4.713854 | 0.856353 |
| 35795 | 95680 | VILLIERS-LE-BEL | 107.564967 | NaN | NaN | 8367.174532 | 225.622903 | 534.484607 | 1568.845431 | 22613.830247 | 12217.122402 | 13849.512001 | 95 | 4.678095 | 5.418865 | 6.281303 |
| 35796 | 95682 | VILLIERS-LE-SEC | 1090.890170 | NaN | NaN | 326.748418 | 108.969749 | 2.354558 | 6.911213 | 67.235487 | 4663.232127 | 85.657725 | 95 | 6.994749 | 4.691070 | 0.856353 |
| 35797 | 95690 | WY-DIT-JOLI-VILLAGE | 1495.103542 | NaN | NaN | 125.236417 | 97.728612 | 4.709115 | 13.822427 | 117.450851 | 504.400972 | 147.867245 | 95 | 7.309951 | 4.582194 | 1.549500 |
35798 rows × 16 columns
Avec des méthodes de Pandas ou de Numpy comme ici, cela n’a pas d’intérêt, c’est même contreproductif car cela ralentit le code.
On peut facilement renommer des variables avec la méthode rename qui
fonctionne bien avec des dictionnaires. Pour renommer des colonnes il faut
préciser le paramètre axis = 'columns' ou axis=1. Le paramètre axis est souvent nécessaire car par défaut de nombreuses méthodes de Pandas supposent que l’indice sur lequel les opérations sont faites est l’indice des lignes :
df = df.rename({"Energie": "eneg", "Agriculture": "agr"}, axis=1)
df.head()| INSEE commune | Commune | agr | Autres transports | Autres transports international | CO2 biomasse hors-total | Déchets | eneg | Industrie hors-énergie | Résidentiel | Routier | Tertiaire | dep | Agriculture_log | Déchets_log | Energie_log | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 01001 | L'ABERGEMENT-CLEMENCIAT | 3711.425991 | NaN | NaN | 432.751835 | 101.430476 | 2.354558 | 6.911213 | 309.358195 | 793.156501 | 367.036172 | 01 | 8.219171 | 4.619374 | 0.856353 |
| 1 | 01002 | L'ABERGEMENT-DE-VAREY | 475.330205 | NaN | NaN | 140.741660 | 140.675439 | 2.354558 | 6.911213 | 104.866444 | 348.997893 | 112.934207 | 01 | 6.164010 | 4.946455 | 0.856353 |
| 2 | 01004 | AMBERIEU-EN-BUGEY | 499.043526 | 212.577908 | NaN | 10313.446515 | 5314.314445 | 998.332482 | 2930.354461 | 16616.822534 | 15642.420313 | 10732.376934 | 01 | 6.212693 | 8.578159 | 6.906086 |
| 3 | 01005 | AMBERIEUX-EN-DOMBES | 1859.160954 | NaN | NaN | 1144.429311 | 216.217508 | 94.182310 | 276.448534 | 663.683146 | 1756.341319 | 782.404357 | 01 | 7.527881 | 5.376285 | 4.545232 |
| 4 | 01006 | AMBLEON | 448.966808 | NaN | NaN | 77.033834 | 48.401549 | NaN | NaN | 43.714019 | 398.786800 | 51.681756 | 01 | 6.106949 | 3.879532 | NaN |
Enfin, pour effacer des colonnes, on utilise la méthode drop avec l’argument
columns:
df = df.drop(columns=["eneg", "agr"])6.2 Réordonner les observations
La méthode sort_values permet de réordonner les observations d’un DataFrame, en laissant l’ordre des colonnes identiques.
Par exemple, si on désire classer par ordre décroissant de consommation de CO2 du secteur résidentiel, on fera
df = df.sort_values("Résidentiel", ascending=False)
df.head(3)| INSEE commune | Commune | Autres transports | Autres transports international | CO2 biomasse hors-total | Déchets | Industrie hors-énergie | Résidentiel | Routier | Tertiaire | dep | Agriculture_log | Déchets_log | Energie_log | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 12167 | 31555 | TOULOUSE | 4482.980062 | 130.792683 | 576394.181208 | 88863.732538 | 277062.573234 | 410675.902028 | 586054.672836 | 288175.400126 | 31 | 7.268255 | 11.394859 | 11.424640 |
| 16774 | 44109 | NANTES | 138738.544337 | 250814.701179 | 193478.248177 | 18162.261628 | 77897.138554 | 354259.013785 | 221068.632724 | 173447.582779 | 44 | 5.513507 | 9.807101 | 9.767748 |
| 27294 | 67482 | STRASBOURG | 124998.576639 | 122266.944279 | 253079.442156 | 119203.251573 | 135685.440035 | 353586.424577 | 279544.852332 | 179562.761386 | 67 | 6.641974 | 11.688585 | 9.885411 |
Ainsi, en une ligne de code, on identifie les villes où le secteur résidentiel consomme le plus. En SQL on ferait
SELECT * FROM df ORDER BY DESC "Résidentiel"6.3 Filter
L’opération de sélection de lignes s’appelle FILTER en SQL. Elle s’utilise
en fonction d’une condition logique (clause WHERE). On sélectionne les
données sur une condition logique.
Il existe plusieurs méthodes en Pandas. La plus simple est d’utiliser les boolean mask, déjà vus dans le chapitre
numpy.
Par exemple, pour sélectionner les communes dans les Hauts-de-Seine, on
peut commencer par utiliser le résultat de la méthode str.startswith (qui renvoie
True ou False) :
df["INSEE commune"].str.startswith("92")12167 False
16774 False
27294 False
12729 False
22834 False
...
20742 False
20817 False
20861 False
20898 False
20957 False
Name: INSEE commune, Length: 35798, dtype: boolstr. est une méthode particulière en Pandas qui permet de traiter chaque valeur d’un vecteur comme un string natif en Python sur lequel appliquer une méthode ultérieure (en l’occurrence startswith).
L’instruction ci-dessus renvoie un vecteur de booléens. Nous avons vu précédemment que la méthode loc servait à faire du subsetting sur l’indice des lignes comme des colonnes. Elle fonctionne avec des vecteurs booléens. Dans ce cas, si on fait un subsetting sur la dimension ligne (resp. colonne), elle va renvoyer toutes les observations (resp. variable) qui
satisfont cette condition.
Ainsi, en mettant bout à bout ces deux élements, on peut filter nos données pour n’avoir que les résultats du 92:
df.loc[df["INSEE commune"].str.startswith("92")].head(2)| INSEE commune | Commune | Autres transports | Autres transports international | CO2 biomasse hors-total | Déchets | Industrie hors-énergie | Résidentiel | Routier | Tertiaire | dep | Agriculture_log | Déchets_log | Energie_log | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 35494 | 92012 | BOULOGNE-BILLANCOURT | 1250.483441 | 34.234669 | 51730.704250 | 964.828694 | 25882.493998 | 92216.971456 | 64985.280901 | 60349.109482 | 92 | NaN | 6.871951 | 9.084530 |
| 35501 | 92025 | COLOMBES | 411.371588 | 14.220061 | 53923.847088 | 698.685861 | 50244.664227 | 87469.549463 | 52070.927943 | 41526.600867 | 92 | NaN | 6.549201 | 9.461557 |
Le code SQL équivalent peu varier selon le moteur d’exécution (DuckDB, PostGre, MySQL) mais prendrait une forme similaire à celle-ci:
SELECT * FROM df WHERE STARTSWITH("INSEE commune", "92")6.4 Résumé des principales opérations
Les principales manipulations sont les suivantes:
7 Statistiques descriptives
Pour repartir de la source brute, recréeons notre jeu de données pour les exemples:
df = pd.read_csv(
"https://koumoul.com/s/data-fair/api/v1/datasets/igt-pouvoir-de-rechauffement-global/convert"
)
df.head(3)| INSEE commune | Commune | Agriculture | Autres transports | Autres transports international | CO2 biomasse hors-total | Déchets | Energie | Industrie hors-énergie | Résidentiel | Routier | Tertiaire | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 01001 | L'ABERGEMENT-CLEMENCIAT | 3711.425991 | NaN | NaN | 432.751835 | 101.430476 | 2.354558 | 6.911213 | 309.358195 | 793.156501 | 367.036172 |
| 1 | 01002 | L'ABERGEMENT-DE-VAREY | 475.330205 | NaN | NaN | 140.741660 | 140.675439 | 2.354558 | 6.911213 | 104.866444 | 348.997893 | 112.934207 |
| 2 | 01004 | AMBERIEU-EN-BUGEY | 499.043526 | 212.577908 | NaN | 10313.446515 | 5314.314445 | 998.332482 | 2930.354461 | 16616.822534 | 15642.420313 | 10732.376934 |
Pandas embarque plusieurs méthodes pour construire des statistiques agrégées: somme, nombre de valeurs unique, nombre de valeurs non manquantes, moyenne, variance, etc.
La méthode la plus générique est describe
df.describe()| Agriculture | Autres transports | Autres transports international | CO2 biomasse hors-total | Déchets | Energie | Industrie hors-énergie | Résidentiel | Routier | Tertiaire | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| count | 35736.000000 | 9979.000000 | 2.891000e+03 | 35798.000000 | 35792.000000 | 3.449000e+04 | 3.449000e+04 | 35792.000000 | 35778.000000 | 35798.000000 |
| mean | 2459.975760 | 654.919940 | 7.692345e+03 | 1774.381550 | 410.806329 | 6.625698e+02 | 2.423128e+03 | 1783.677872 | 3535.501245 | 1105.165915 |
| std | 2926.957701 | 9232.816833 | 1.137643e+05 | 7871.341922 | 4122.472608 | 2.645571e+04 | 5.670374e+04 | 8915.902379 | 9663.156628 | 5164.182507 |
| min | 0.003432 | 0.000204 | 3.972950e-04 | 3.758088 | 0.132243 | 2.354558e+00 | 1.052998e+00 | 1.027266 | 0.555092 | 0.000000 |
| 25% | 797.682631 | 52.560412 | 1.005097e+01 | 197.951108 | 25.655166 | 2.354558e+00 | 6.911213e+00 | 96.052911 | 419.700460 | 94.749885 |
| 50% | 1559.381285 | 106.795928 | 1.992434e+01 | 424.849988 | 54.748653 | 4.709115e+00 | 1.382243e+01 | 227.091193 | 1070.895593 | 216.297718 |
| 75% | 3007.883903 | 237.341501 | 3.298311e+01 | 1094.749825 | 110.820941 | 5.180027e+01 | 1.520467e+02 | 749.469293 | 3098.612157 | 576.155869 |
| max | 98949.317760 | 513140.971691 | 3.303394e+06 | 576394.181208 | 275500.374439 | 2.535858e+06 | 6.765119e+06 | 410675.902028 | 586054.672836 | 288175.400126 |
qui ressemble à la méthode éponyme en Stata ou à la PROC FREQ de SAS, deux langages propriétaires.
Elle nous donne néanmoins beaucoup d’information et on est souvent noyé par celle-ci. Il est donc plus pratique de directement travailler sur quelques colonnes ou de choisir soi-même les statistiques qu’on désire utiliser.
7.1 Comptages
Le premier type de statistiques qu’on peut vouloir mettre en oeuvre relève du comptage ou dénombrement des valeurs.
Si on désire, par exemple, connaître le nombre de communes dans notre jeu de données, on pourra utiliser la méthode count ou alors nunique si on s’intéresse aux valeurs non dupliquées.
df["Commune"].count()35798df["Commune"].nunique()33338En SQL, la première instruction serait SELECT COUNT(Commune) FROM df, la seconde SELECT COUNT DISTINCT Commune FROM df.
Ici, cela ne permet donc de comprendre qu’il peut y avoir des doublons dans la colonne Commune, ce dont il faudra tenir compte si on désire identifier nos communes de manière unique (ce sera un sujet lorsque le prochain chapitre abordera la question du croisement des données).
La cohérence de la syntaxe Pandas permet de faire cela pour plusieurs colonnes de manière simultanée. En SQL cela serait possible mais le code à mettre en oeuvre commence à devenir assez verbeux:
df.loc[:, ["Commune", "INSEE commune"]].count()Commune 35798
INSEE commune 35798
dtype: int64df.loc[:, ["Commune", "INSEE commune"]].nunique()Commune 33338
INSEE commune 35798
dtype: int64Avec ces deux commandes simples, on comprend donc
que notre variable INSEE commune (le code Insee)
sera plus fiable pour identifier des communes
que les noms, qui ne sont pas forcément uniques. C’est justement l’objectif du code Insee de proposer
un identifiant unique, a contrario du code postal qui peut
être partagé par plusieurs communes.
7.2 Statistiques agrégées
Pandas embarque plusieurs méthodes pour construire des statistiques sur plusieurs colonnes: somme, moyenne, variance, etc.
Les méthodes sont assez transparentes:
df["Agriculture"].sum()
df["Agriculture"].mean()2459.975759687974Là encore, la cohérence de Pandas nous permet de généraliser le calcul de statistiques à plusieurs colonnes
df.loc[:, ["Agriculture", "Résidentiel"]].sum()
df.loc[:, ["Agriculture", "Résidentiel"]].mean()Agriculture 2459.975760
Résidentiel 1783.677872
dtype: float64Il est possible de généraliser ceci à toutes les colonnes.
Cependant, il est nécessaire d’introduire le paramètre numeric_only pour ne faire la tâche d’agrégation que sur les variables pertinentes
df.mean(numeric_only=True)Agriculture 2459.975760
Autres transports 654.919940
Autres transports international 7692.344960
CO2 biomasse hors-total 1774.381550
Déchets 410.806329
Energie 662.569846
Industrie hors-énergie 2423.127789
Résidentiel 1783.677872
Routier 3535.501245
Tertiaire 1105.165915
dtype: float64
Warning
La version 2.0 de Pandas a introduit un changement
de comportement dans les méthodes d’agrégation.
Il est dorénavant nécessaire de préciser quand on désire
effectuer des opérations si on désire ou non le faire
exclusivement sur les colonnes numériques. C’est pour cette
raison qu’on explicite ici l’argument numeric_only = True.
Ce comportement
était par le passé implicite.
La méthode pratique à connaître est agg. Celle-ci permet de définir les statistiques qu’on désire calculer pour chaque variable
df.agg(
{
"Agriculture": ["sum", "mean"],
"Résidentiel": ["mean", "std"],
"Commune": "nunique",
}
)| Agriculture | Résidentiel | Commune | |
|---|---|---|---|
| sum | 8.790969e+07 | NaN | NaN |
| mean | 2.459976e+03 | 1783.677872 | NaN |
| std | NaN | 8915.902379 | NaN |
| nunique | NaN | NaN | 33338.0 |
La sortie des méthodes d’agrégation est une Serie indexée (les méthodes du type df.sum()) ou directement un DataFrame (la méthode agg). Il est en général plus pratique d’avoir un DataFrame qu’une Serie indexée si on désire retravailler le tableau pour en tirer des conclusions. Il est donc utile de transformer les sorties sous forme de Serie en DataFrame puis appliquer la méthode reset_index pour transformer l’indice en colonne. A partir de là, il sera possible de modifier le DataFrame pour rendre celui-ci plus lisible.
Par exemple si on s’intéresse à la part de chaque secteur dans les émissions totales, on pourra procéder en deux temps. D’abord on va créer une observation par secteur représentant les émissions totales de celui-ci:
# Etape 1: création d'un DataFrame propre
emissions_totales = pd.DataFrame(
df.sum(numeric_only=True), columns=["emissions"]
).reset_index(names="secteur")
emissions_totales| secteur | emissions | |
|---|---|---|
| 0 | Agriculture | 8.790969e+07 |
| 1 | Autres transports | 6.535446e+06 |
| 2 | Autres transports international | 2.223857e+07 |
| 3 | CO2 biomasse hors-total | 6.351931e+07 |
| 4 | Déchets | 1.470358e+07 |
| 5 | Energie | 2.285203e+07 |
| 6 | Industrie hors-énergie | 8.357368e+07 |
| 7 | Résidentiel | 6.384140e+07 |
| 8 | Routier | 1.264932e+08 |
| 9 | Tertiaire | 3.956273e+07 |
Il ne reste plus qu’à travailler a minima le jeu de données afin d’avoir déjà quelques conclusions intéressantes sur la structure des émissions en France:
emissions_totales["emissions (%)"] = (
100 * emissions_totales["emissions"] / emissions_totales["emissions"].sum()
)
(emissions_totales.sort_values("emissions", ascending=False).round())| secteur | emissions | emissions (%) | |
|---|---|---|---|
| 8 | Routier | 126493164.0 | 24.0 |
| 0 | Agriculture | 87909694.0 | 17.0 |
| 6 | Industrie hors-énergie | 83573677.0 | 16.0 |
| 7 | Résidentiel | 63841398.0 | 12.0 |
| 3 | CO2 biomasse hors-total | 63519311.0 | 12.0 |
| 9 | Tertiaire | 39562729.0 | 7.0 |
| 5 | Energie | 22852034.0 | 4.0 |
| 2 | Autres transports international | 22238569.0 | 4.0 |
| 4 | Déchets | 14703580.0 | 3.0 |
| 1 | Autres transports | 6535446.0 | 1.0 |
Ce tableau n’est pas vraiment mis en forme donc encore loin d’être communiquable mais il présente déjà un intérêt dans une perspective exploratoire. Il nous permet de comprendre les secteurs les plus émetteurs, à savoir le transport, l’agriculture et l’industrie, hors énergie. Le fait que l’énergie soit relativement peu émettrice s’explique bien du fait du mix énergétique français où le nucléaire représente une majorité de la production électrique.
Pour aller plus loin dans la mise en forme de ce tableau afin d’avoir des statistiques communiquables en dehors de Python, nous découvrirons au prochain chapitre great_tables.
Note
La structure de données issue de df.sum est assez pratique (elle est tidy). On pourrait faire exactement la même opération que df.sum(numeric_only = True) avec le code suivant:
df.select_dtypes(include="number").agg(func=sum)/tmp/ipykernel_5806/2580944462.py:1: FutureWarning:
The provided callable <built-in function sum> is currently using DataFrame.sum. In a future version of pandas, the provided callable will be used directly. To keep current behavior pass the string "sum" instead.
Agriculture 8.790969e+07
Autres transports 6.535446e+06
Autres transports international 2.223857e+07
CO2 biomasse hors-total 6.351931e+07
Déchets 1.470358e+07
Energie 2.285203e+07
Industrie hors-énergie 8.357368e+07
Résidentiel 6.384140e+07
Routier 1.264932e+08
Tertiaire 3.956273e+07
dtype: float647.3 Valeurs manquantes
Jusqu’à présent nous n’avons pas évoqué ce qui pourrait être un caillou dans la chaussure du data scientist, les valeurs manquantes.
Les jeux de données réels sont rarement complets et les valeurs manquantes peuvent refléter de nombreuses réalités: problème de remontée d’information, variable non pertinente pour cette observation…
Sur le plan technique, Pandas ne rencontre pas de problème à gérer les valeurs manquantes (sauf pour les variables int mais c’est une exception).
Par défaut, les valeurs manquantes sont affichées NaN et sont de type np.nan (pour
les valeurs temporelles, i.e. de type datatime64, les valeurs manquantes sont
NaT).
On a un comportement cohérent d’agrégation lorsqu’on combine deux colonnes dont l’une comporte des valeurs manquantes.
ventes = pd.DataFrame(
{
"prix": np.random.uniform(size=5),
"client1": [i + 1 for i in range(5)],
"client2": [i + 1 for i in range(4)] + [np.nan],
"produit": [np.nan] + ["yaourt", "pates", "riz", "tomates"],
}
)
ventes| prix | client1 | client2 | produit | |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0.846498 | 1 | 1.0 | NaN |
| 1 | 0.688088 | 2 | 2.0 | yaourt |
| 2 | 0.183628 | 3 | 3.0 | pates |
| 3 | 0.697141 | 4 | 4.0 | riz |
| 4 | 0.260635 | 5 | NaN | tomates |
Pandas va bien refuser de faire l’agrégation car pour lui une valeur manquante n’est pas un zéro:
ventes["client1"] + ventes["client2"]0 2.0
1 4.0
2 6.0
3 8.0
4 NaN
dtype: float64Il est possible de supprimer les valeurs manquantes grâce à dropna().
Cette méthode va supprimer toutes les lignes où il y a au moins une valeur manquante.
ventes.dropna()| prix | client1 | client2 | produit | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.688088 | 2 | 2.0 | yaourt |
| 2 | 0.183628 | 3 | 3.0 | pates |
| 3 | 0.697141 | 4 | 4.0 | riz |
En l’occurrence, on perd deux lignes. Il est aussi possible de supprimer seulement les colonnes où il y a des valeurs manquantes
dans un DataFrame avec dropna() en utilisant le paramètre subset.
ventes.dropna(subset=["produit"])| prix | client1 | client2 | produit | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.688088 | 2 | 2.0 | yaourt |
| 2 | 0.183628 | 3 | 3.0 | pates |
| 3 | 0.697141 | 4 | 4.0 | riz |
| 4 | 0.260635 | 5 | NaN | tomates |
Cette fois on ne perd plus qu’une ligne, celle où produit est manquant.
Pandas donne la possibilité d’imputer les valeurs manquantes grâce à la méthode fillna(). Par exemple, si on pense que les valeurs manquantes dans produit sont des valeurs nulles, on pourra faire
ventes.dropna(subset=["produit"]).fillna(0)| prix | client1 | client2 | produit | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.688088 | 2 | 2.0 | yaourt |
| 2 | 0.183628 | 3 | 3.0 | pates |
| 3 | 0.697141 | 4 | 4.0 | riz |
| 4 | 0.260635 | 5 | 0.0 | tomates |
Si on désire faire une imputation à la médiane pour la variable client2, on changera marginalement ce code
en encapsulant à l’intérieur le calcul de la médiane
(ventes["client2"].fillna(ventes["client2"].median()))0 1.0
1 2.0
2 3.0
3 4.0
4 2.5
Name: client2, dtype: float64Sur des jeux de données du monde réel, il est utile d’utiliser la méthode isna (ou isnull) combinées avec sum ou mean pour connaître l’ampleur des valeurs manquantes dans un jeu de données.
df.isnull().mean().sort_values(ascending=False)Autres transports international 0.919241
Autres transports 0.721241
Energie 0.036538
Industrie hors-énergie 0.036538
Agriculture 0.001732
Routier 0.000559
Déchets 0.000168
Résidentiel 0.000168
INSEE commune 0.000000
Commune 0.000000
CO2 biomasse hors-total 0.000000
Tertiaire 0.000000
dtype: float64Cette étape préparatoire est utile pour anticiper la question de l’imputation ou du filtre sur les valeurs manquantes: sont-elles missing at random ou reflètent-elles un sujet sur la remontée des données ? Les choix relatifs au traitement des valeurs manquantes ne sont pas des choix méthodologiques neutres. Pandas donne les outils techniques
pour faire ceci mais la question de la légitimité de ces choix et de la pertinence est propre à chaque donnée. Les explorations sur les données visent à détecter des indices pour faire un choix éclairé.
8 Représentations graphiques rapides
Les tableaux de nombre sont certes une informations utile pour comprendre la structure d’un jeu de données mais dont l’aspect dense rend l’appropriation difficile. Avoir un graphique simplement peut être utile pour se représenter, en un coup d’oeil, la distribution des données et ainsi connaître le caractère plus ou moins normal d’une observation.
Pandas embarque des méthodes graphiques rudimentaires pour répondre à ce besoin. Elles sont pratiques pour
produire rapidement un graphique, notamment après des opérations
complexes de maniement de données.
Nous approfondirons cette problématique des visualisations de données dans la partie Communiquer.
On peut appliquer la méthode plot() directement à une Serie :
df["Déchets"].plot()
Le code équivalent avec matplotlib serait:
import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(df.index, df["Déchets"])
Par défaut, la visualisation obtenue est une série. Ce n’est
pas forcément celle attendue puisqu’elle n’a de sens que pour des séries temporelles. En tant que data scientist sur microdonnées, on s’intéresse plus fréquemment à un histogramme pour avoir une idée de la distribution des données.
Pour cela, il suffit d’ajouter l’argument kind = 'hist':
df["Déchets"].hist()
Avec des données dont la distribution est non normalisée, ce qui représente de nombreuses variables du monde réel, les histogrammes sont généralement peu instructifs. Le log peut être une solution pour remettre à une échelle comparable certaines valeurs extrêmes:
df["Déchets"].plot(kind="hist", logy=True)
La sortie est un objet matplotlib. La customisation de ces
figures est ainsi
possible (et même désirable car les graphiques matplotlib
sont, par défaut, assez rudimentaires).
Cependant, il s’agit d’une méthode rapide pour la construction
de figures qui nécessite du travail pour une visualisation
finalisée. Cela passe par un travail approfondi sur l’objet
matplotlib ou l’utilisation d’une librairie plus haut
niveau pour la représentation graphique (seaborn, plotnine, plotly, etc.).
La partie de ce cours consacrée à la visualisation de données présentera succinctement ces différents paradigmes de visualisation. Ceux-ci ne dispensent pas de faire preuve de bon sens dans le choix du graphique utilisé pour représenter une statistique descriptive (cf. cette conférence d’Eric Mauvière ).
9 Exercice de synthèse
Cette exercice synthétise plusieurs étapes de préparation et d’exploration de données pour mieux comprendre la structure du phénomène qu’on désire étudier à savoir les émissions de gaz carbonique en France.
Il est recommandé de repartir d’une session vierge (dans un notebook il faut faire Restart Kernel) pour ne pas avoir un environnement pollué par d’autres objets. Vous pouvez ensuite exécuter le code suivant pour avoir la base nécessaire:
import pandas as pd
emissions = pd.read_csv(
"https://koumoul.com/s/data-fair/api/v1/datasets/igt-pouvoir-de-rechauffement-global/convert"
)
emissions.head(2)| INSEE commune | Commune | Agriculture | Autres transports | Autres transports international | CO2 biomasse hors-total | Déchets | Energie | Industrie hors-énergie | Résidentiel | Routier | Tertiaire | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 01001 | L'ABERGEMENT-CLEMENCIAT | 3711.425991 | NaN | NaN | 432.751835 | 101.430476 | 2.354558 | 6.911213 | 309.358195 | 793.156501 | 367.036172 |
| 1 | 01002 | L'ABERGEMENT-DE-VAREY | 475.330205 | NaN | NaN | 140.741660 | 140.675439 | 2.354558 | 6.911213 | 104.866444 | 348.997893 | 112.934207 |
Exercice 2: Découverte des verbes de Pandas pour manipuler des données
En premier lieu, on propose de se familiariser avec les opérations sur les colonnes.
- Créer un dataframe
emissions_copyne conservant que les colonnesINSEE commune,Commune,Autres transportsetAutres transports international
Indice pour cette question
- Comme les noms de variables sont peu pratiques, les renommer de la
manière suivante :
INSEE commune\(\to\)code_inseeAutres transports\(\to\)transportsAutres transports international\(\to\)transports_international
Indice pour cette question
On propose, pour simplifier, de remplacer les valeurs manquantes (
NA) par la valeur 0. Utiliser la méthodefillnapour transformer les valeurs manquantes en 0.Créer les variables suivantes :
dep: le département. Celui-ci peut être créé grâce aux deux premiers caractères decode_inseeen appliquant la méthodestr;transports_total: les émissions du secteur transports (somme des deux variables)
Indice pour cette question
- Ordonner les données du plus gros pollueur au plus petit puis ordonner les données du plus gros pollueur au plus petit par département (du 01 au 95).
Indice pour cette question
- Ne conserver que les communes appartenant aux départements 13 ou 31. Ordonner ces communes du plus gros pollueur au plus petit.
Indice pour cette question
Revenir au jeu emission initial
Calculer les émissions totales par secteur. Calculer la part de chaque secteur dans les émissions totales. Transformer en tonnes les volumes avant d’afficher les résultats
Calculer pour chaque commune les émissions totales après avoir imputé les valeurs manquantes à 0. Garder les 100 communes les plus émettrices. Calculer la part de chaque secteur dans cette émission. Comprendre les facteurs pouvant expliquer ce classement.
Aide si vous êtes en difficulté sur la question 8
Jouer avec le paramètre axis lors de la construction d’une statistique agrégée.
A la question 5, quand on ordonne les communes exclusivement à partir de la variable transports_total, on obtient ainsi:
| code_insee | Commune | transports | transports_international | dep | transports_total | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 31108 | 77291 | LE MESNIL-AMELOT | 133834.090767 | 3.303394e+06 | 77 | 3.437228e+06 |
| 31099 | 77282 | MAUREGARD | 133699.072712 | 3.303394e+06 | 77 | 3.437093e+06 |
| 31111 | 77294 | MITRY-MORY | 89815.529858 | 2.202275e+06 | 77 | 2.292090e+06 |
A la question 6, on obtient ce classement :
| code_insee | Commune | transports | transports_international | dep | transports_total | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4438 | 13096 | SAINTES-MARIES-DE-LA-MER | 271182.758578 | 0.000000 | 13 | 271182.758578 |
| 4397 | 13054 | MARIGNANE | 245375.418650 | 527360.799265 | 13 | 772736.217915 |
| 11684 | 31069 | BLAGNAC | 210157.688544 | 403717.366279 | 31 | 613875.054823 |
A la question 7, le tableau obtenu ressemble à
| secteur | emissions | emissions (%) | |
|---|---|---|---|
| 8 | Routier | 126493.0 | 24.0 |
| 0 | Agriculture | 87910.0 | 17.0 |
| 6 | Industrie hors-énergie | 83574.0 | 16.0 |
| 7 | Résidentiel | 63841.0 | 12.0 |
| 3 | CO2 biomasse hors-total | 63519.0 | 12.0 |
| INSEE commune | Commune | Agriculture | Autres transports | Autres transports international | CO2 biomasse hors-total | Déchets | Energie | Industrie hors-énergie | Résidentiel | Routier | Tertiaire | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4382 | 13039 | FOS-SUR-MER | 305.092893 | 1893.383189 | 1.722723e+04 | 50891.367548 | 275500.374439 | 2.296711e+06 | 6.765119e+06 | 9466.388806 | 74631.401993 | 42068.140058 |
| 22671 | 59183 | DUNKERQUE | 811.390947 | 3859.548994 | 3.327586e+05 | 71922.181764 | 23851.780482 | 1.934988e+06 | 5.997333e+06 | 113441.727216 | 94337.865738 | 70245.678455 |
| 4398 | 13056 | MARTIGUES | 855.299300 | 2712.749275 | 3.043476e+04 | 35925.561051 | 44597.426397 | 1.363402e+06 | 2.380185e+06 | 22530.797276 | 84624.862481 | 44394.822725 |
| 30560 | 76476 | PORT-JEROME-SUR-SEINE | 2736.931327 | 121.160849 | 2.086403e+04 | 22846.964780 | 78.941581 | 1.570236e+06 | 2.005643e+06 | 21072.566129 | 9280.824961 | 15270.357772 |
| 31108 | 77291 | LE MESNIL-AMELOT | 782.183307 | 133834.090767 | 3.303394e+06 | 3330.404124 | 111.613197 | 8.240952e+02 | 2.418925e+03 | 1404.400153 | 11712.541682 | 13680.471909 |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... |
| 30056 | 74281 | THONON-LES-BAINS | 382.591429 | 145.151526 | 0.000000e+00 | 144503.815623 | 21539.524775 | 2.776024e+03 | 1.942086e+05 | 44545.339492 | 25468.667604 | 19101.562585 |
| 33954 | 86194 | POITIERS | 2090.630127 | 20057.297403 | 2.183418e+04 | 95519.054766 | 13107.640015 | 5.771021e+03 | 1.693938e+04 | 110218.156827 | 91921.787626 | 73121.300634 |
| 1918 | 06019 | BLAUSASC | 194.382622 | 0.000000 | 0.000000e+00 | 978.840592 | 208.084792 | 2.260375e+02 | 4.362880e+05 | 538.816198 | 3949.838612 | 740.022785 |
| 27607 | 68253 | OTTMARSHEIM | 506.238288 | 679.598495 | 3.526748e+01 | 4396.853500 | 237.508651 | 1.172570e+03 | 4.067258e+05 | 3220.875864 | 19317.977050 | 4921.144781 |
| 28643 | 71076 | CHALON-SUR-SAONE | 1344.584721 | 1336.547546 | 6.558180e+01 | 77082.218324 | 570.662275 | 1.016933e+04 | 2.075650e+05 | 77330.230592 | 29020.646500 | 34997.262920 |
100 rows × 12 columns
A l’issue de la question 8, on comprend un peu mieux les facteurs qui peuvent expliquer une forte émission au niveau communal. Si on regarde les trois principales communes émettrices, on peut remarquer qu’il s’agit de villes avec des raffineries:
| INSEE commune | Commune | Agriculture | Autres transports | Autres transports international | CO2 biomasse hors-total | Déchets | Energie | Industrie hors-énergie | Résidentiel | ... | Part Autres transports | Part Autres transports international | Part CO2 biomasse hors-total | Part Déchets | Part Energie | Part Industrie hors-énergie | Part Résidentiel | Part Routier | Part Tertiaire | Part total | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4382 | 13039 | FOS-SUR-MER | 305.092893 | 1893.383189 | 17227.234585 | 50891.367548 | 275500.374439 | 2.296711e+06 | 6.765119e+06 | 9466.388806 | ... | 0.019860 | 0.180696 | 0.533799 | 2.889719 | 24.090160 | 70.959215 | 0.099293 | 0.782807 | 0.441252 | 100.0 |
| 22671 | 59183 | DUNKERQUE | 811.390947 | 3859.548994 | 332758.630269 | 71922.181764 | 23851.780482 | 1.934988e+06 | 5.997333e+06 | 113441.727216 | ... | 0.044652 | 3.849791 | 0.832091 | 0.275949 | 22.386499 | 69.385067 | 1.312444 | 1.091425 | 0.812695 | 100.0 |
| 4398 | 13056 | MARTIGUES | 855.299300 | 2712.749275 | 30434.762405 | 35925.561051 | 44597.426397 | 1.363402e+06 | 2.380185e+06 | 22530.797276 | ... | 0.067655 | 0.759035 | 0.895975 | 1.112249 | 34.002905 | 59.361219 | 0.561912 | 2.110523 | 1.107196 | 100.0 |
3 rows × 24 columns
Grâce à nos explorations minimales avec Pandas, on voit que ce jeu de données nous donne donc une information sur la nature du tissu productif français et des conséquences environnementales de certaines activités.
Références
Le site pandas.pydata fait office de référence
Le livre
Modern Pandasde Tom Augspurger : https://tomaugspurger.github.io/modern-1-intro.html
McKinney, Wes. 2012. Python for data analysis: Data wrangling with Pandas, NumPy, and IPython. " O’Reilly Media, Inc.".
Wickham, Hadley, Mine Çetinkaya-Rundel, et Garrett Grolemund. 2023. R for data science. " O’Reilly Media, Inc.".
Informations additionnelles
environment files have been tested on.
Latest built version: 2024-11-20
Python version used:
'3.12.6 | packaged by conda-forge | (main, Sep 30 2024, 18:08:52) [GCC 13.3.0]'| Package | Version |
|---|---|
| affine | 2.4.0 |
| aiobotocore | 2.15.1 |
| aiohappyeyeballs | 2.4.3 |
| aiohttp | 3.10.8 |
| aioitertools | 0.12.0 |
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| alembic | 1.13.3 |
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| aniso8601 | 9.0.1 |
| annotated-types | 0.7.0 |
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| archspec | 0.2.3 |
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| attrs | 24.2.0 |
| babel | 2.16.0 |
| bcrypt | 4.2.0 |
| beautifulsoup4 | 4.12.3 |
| black | 24.8.0 |
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| cartiflette | 0.0.2 |
| Cartopy | 0.24.1 |
| catalogue | 2.0.10 |
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| certifi | 2024.8.30 |
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| charset-normalizer | 3.3.2 |
| chromedriver-autoinstaller | 0.6.4 |
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| click-plugins | 1.1.1 |
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| Deprecated | 1.2.14 |
| diskcache | 5.6.3 |
| distributed | 2024.9.1 |
| distro | 1.9.0 |
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| exceptiongroup | 1.2.2 |
| executing | 2.1.0 |
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| fastjsonschema | 2.20.0 |
| fiona | 1.10.1 |
| Flask | 3.0.3 |
| folium | 0.17.0 |
| fontawesomefree | 6.6.0 |
| fonttools | 4.54.1 |
| fr-core-news-sm | 3.7.0 |
| frozendict | 2.4.4 |
| frozenlist | 1.4.1 |
| fsspec | 2023.12.2 |
| funcy | 2.0 |
| gensim | 4.3.2 |
| geographiclib | 2.0 |
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| gitdb | 4.0.11 |
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| google-auth | 2.35.0 |
| graphene | 3.3 |
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| gunicorn | 22.0.0 |
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| h2 | 4.1.0 |
| hpack | 4.0.0 |
| htmltools | 0.6.0 |
| hyperframe | 6.0.1 |
| idna | 3.10 |
| imageio | 2.36.0 |
| importlib_metadata | 8.5.0 |
| importlib_resources | 6.4.5 |
| inflate64 | 1.0.0 |
| ipykernel | 6.29.5 |
| ipython | 8.28.0 |
| itsdangerous | 2.2.0 |
| jedi | 0.19.1 |
| Jinja2 | 3.1.4 |
| jmespath | 1.0.1 |
| joblib | 1.4.2 |
| jsonpatch | 1.33 |
| jsonpointer | 3.0.0 |
| jsonschema | 4.23.0 |
| jsonschema-specifications | 2024.10.1 |
| jupyter-cache | 1.0.0 |
| jupyter_client | 8.6.3 |
| jupyter_core | 5.7.2 |
| kaleido | 0.2.1 |
| kiwisolver | 1.4.7 |
| langcodes | 3.5.0 |
| language_data | 1.3.0 |
| lazy_loader | 0.4 |
| libmambapy | 1.5.9 |
| locket | 1.0.0 |
| lxml | 5.3.0 |
| lz4 | 4.3.3 |
| Mako | 1.3.5 |
| mamba | 1.5.9 |
| mapclassify | 2.8.1 |
| marisa-trie | 1.2.1 |
| Markdown | 3.6 |
| markdown-it-py | 3.0.0 |
| MarkupSafe | 2.1.5 |
| matplotlib | 3.9.2 |
| matplotlib-inline | 0.1.7 |
| mdurl | 0.1.2 |
| menuinst | 2.1.2 |
| mercantile | 1.2.1 |
| mizani | 0.11.4 |
| mlflow | 2.16.2 |
| mlflow-skinny | 2.16.2 |
| msgpack | 1.1.0 |
| multidict | 6.1.0 |
| multivolumefile | 0.2.3 |
| munkres | 1.1.4 |
| murmurhash | 1.0.10 |
| mypy-extensions | 1.0.0 |
| narwhals | 1.14.1 |
| nbclient | 0.10.0 |
| nbformat | 5.10.4 |
| nest_asyncio | 1.6.0 |
| networkx | 3.3 |
| nltk | 3.9.1 |
| numexpr | 2.10.1 |
| numpy | 1.26.4 |
| opencv-python-headless | 4.10.0.84 |
| openpyxl | 3.1.5 |
| opentelemetry-api | 1.16.0 |
| opentelemetry-sdk | 1.16.0 |
| opentelemetry-semantic-conventions | 0.37b0 |
| outcome | 1.3.0.post0 |
| OWSLib | 0.28.1 |
| packaging | 24.1 |
| pandas | 2.2.3 |
| paramiko | 3.5.0 |
| parso | 0.8.4 |
| partd | 1.4.2 |
| pathspec | 0.12.1 |
| patsy | 0.5.6 |
| Pebble | 5.0.7 |
| pexpect | 4.9.0 |
| pickleshare | 0.7.5 |
| pillow | 10.4.0 |
| pip | 24.2 |
| platformdirs | 4.3.6 |
| plotly | 5.24.1 |
| plotnine | 0.13.6 |
| pluggy | 1.5.0 |
| polars | 1.8.2 |
| preshed | 3.0.9 |
| prometheus_client | 0.21.0 |
| prometheus_flask_exporter | 0.23.1 |
| prompt_toolkit | 3.0.48 |
| protobuf | 4.25.3 |
| psutil | 6.0.0 |
| ptyprocess | 0.7.0 |
| pure_eval | 0.2.3 |
| py7zr | 0.20.8 |
| pyarrow | 17.0.0 |
| pyarrow-hotfix | 0.6 |
| pyasn1 | 0.6.1 |
| pyasn1_modules | 0.4.1 |
| pybcj | 1.0.2 |
| pycosat | 0.6.6 |
| pycparser | 2.22 |
| pycryptodomex | 3.21.0 |
| pydantic | 2.9.2 |
| pydantic_core | 2.23.4 |
| Pygments | 2.18.0 |
| pyLDAvis | 3.4.1 |
| PyNaCl | 1.5.0 |
| pynsee | 0.1.8 |
| pyogrio | 0.10.0 |
| pyOpenSSL | 24.2.1 |
| pyparsing | 3.1.4 |
| pyppmd | 1.1.0 |
| pyproj | 3.7.0 |
| pyshp | 2.3.1 |
| PySocks | 1.7.1 |
| python-dateutil | 2.9.0 |
| python-dotenv | 1.0.1 |
| python-magic | 0.4.27 |
| pytz | 2024.1 |
| pyu2f | 0.1.5 |
| pywaffle | 1.1.1 |
| PyYAML | 6.0.2 |
| pyzmq | 26.2.0 |
| pyzstd | 0.16.2 |
| querystring_parser | 1.2.4 |
| rasterio | 1.4.2 |
| referencing | 0.35.1 |
| regex | 2024.9.11 |
| requests | 2.32.3 |
| requests-cache | 1.2.1 |
| retrying | 1.3.4 |
| rich | 13.9.4 |
| rpds-py | 0.21.0 |
| rsa | 4.9 |
| Rtree | 1.3.0 |
| ruamel.yaml | 0.18.6 |
| ruamel.yaml.clib | 0.2.8 |
| s3fs | 2023.12.2 |
| s3transfer | 0.10.2 |
| scikit-image | 0.24.0 |
| scikit-learn | 1.5.2 |
| scipy | 1.13.0 |
| seaborn | 0.13.2 |
| selenium | 4.26.1 |
| setuptools | 74.1.2 |
| shapely | 2.0.6 |
| shellingham | 1.5.4 |
| six | 1.16.0 |
| smart-open | 7.0.5 |
| smmap | 5.0.0 |
| sniffio | 1.3.1 |
| sortedcontainers | 2.4.0 |
| soupsieve | 2.5 |
| spacy | 3.7.5 |
| spacy-legacy | 3.0.12 |
| spacy-loggers | 1.0.5 |
| SQLAlchemy | 2.0.35 |
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| srsly | 2.4.8 |
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| SHA | Date | Author | Description |
|---|---|---|---|
| 488780a | 2024-09-25 14:32:16 | Lino Galiana | Change badge (#556) |
| 4404ec1 | 2024-09-21 18:28:42 | lgaliana | Back to eval true |
| 72d44dd | 2024-09-21 12:50:38 | lgaliana | Force build for pandas chapters |
| f4367f7 | 2024-08-08 11:44:37 | Lino Galiana | Traduction chapitre suite Pandas avec un profile (#534) |
| 580cba7 | 2024-08-07 18:59:35 | Lino Galiana | Multilingual version as quarto profile (#533) |
| 72f42bb | 2024-07-25 19:06:38 | Lino Galiana | Language message on notebooks (#529) |
| 195dc9e | 2024-07-25 11:59:19 | linogaliana | Switch language button |
| 6ca4c1c | 2024-07-08 17:24:11 | Lino Galiana | Traduction du premier chapitre Pandas (#520) |
| ce13b91 | 2024-07-07 21:14:21 | Lino Galiana | Lua filter for callouts (both html AND ipynb output format) !! 🎉 (#511) |
| a987fea | 2024-06-23 18:43:06 | Lino Galiana | Fix broken links (#506) |
| 91bfa52 | 2024-05-27 15:01:32 | Lino Galiana | Restructuration partie geopandas (#500) |
| e0d615e | 2024-05-03 11:15:29 | Lino Galiana | Restructure la partie Pandas (#497) |
Notes de bas de page
The equivalent ecosystem in
R, thetidyverse, developed by Posit, is of more recent design thanPandas. Its philosophy could thus draw inspiration fromPandaswhile addressing some limitations of thePandassyntax. Since both syntaxes are an implementation inPythonorRof theSQLphilosophy, it is natural that they resemble each other and that it is pertinent for data scientists to know both languages.↩︎Actually, it is not the carbon footprint but the national inventory since the database corresponds to a production view, not consumption. Emissions made in one municipality to satisfy the consumption of another will be attributed to the former where the carbon footprint concept would attribute it to the latter. Moreover, the emissions presented here do not include those produced by goods made abroad. This exercise is not about constructing a reliable statistic but rather understanding the logic of data merging to construct descriptive statistics.↩︎
The original goal of
Pandasis to provide a high-level library for more abstract low-level layers, such asNumpyarrays.Pandasis gradually changing these low-level layers to favorArrowoverNumpywithout destabilizing the high-level commands familiar toPandasusers. This shift is due to the fact thatArrow, a low-level computation library, is more powerful and flexible thanNumpy. For example,Numpyoffers limited textual types, whereasArrowprovides greater freedom.↩︎Due to a lack of imagination, we are often tempted to call our main dataframe
dfordata. This is often a bad idea because the name is not very informative when you read the code a few weeks later. Self-documenting code, an approach that consists of having code that is self-explanatory, is a good practice, and it is recommended to give a simple yet effective name to know the nature of the dataset in question.↩︎
Citation
BibTeX
@book{galiana2023,
author = {Galiana, Lino},
title = {Python pour la data science},
date = {2023},
url = {https://pythonds.linogaliana.fr/},
doi = {10.5281/zenodo.8229676},
langid = {fr}
}
Veuillez citer ce travail comme suit :
Galiana, Lino. 2023. Python pour la data science. https://doi.org/10.5281/zenodo.8229676.