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Pandas滚动窗口均值中的skipna参数:兼容性与行为分析

聖光之護

聖光之護

发布时间:2025-10-03 16:33:01

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来源于php中文网

原创

pandas滚动窗口均值中的skipna参数:兼容性与行为分析

本文旨在解决在Pandas旧版本(如1.2.3)中使用df.rolling(n).mean(skipna=False)时,升级到Pandas 1.5+版本后出现的FutureWarning警告。通过代码示例、官方文档和源码分析,详细阐述了skipna参数在旧版本滚动窗口均值计算中的实际行为,并为用户提供平滑过渡到新版本的解决方案。

问题背景

在Pandas 1.5及更高版本中,向Rolling.mean()传递额外的关键字参数(kwargs),如skipna=False,会导致FutureWarning警告。警告信息提示,这些kwargs不会对结果产生任何影响,并且在未来的Pandas版本中将会引发TypeError。然而,如何在新版本中复现旧版本中的行为,却没有明确的指导。

解决方案

幸运的是,在Pandas 1.2.3中,skipna参数在滚动窗口均值计算的上下文中实际上没有任何作用。这意味着,要使代码与Pandas 1.5+兼容,只需删除skipna=False即可。

代码示例:

import pandas as pd
import numpy as np

# 创建包含缺失值的DataFrame
df = pd.DataFrame({'a': [1, 2, 3, np.nan, 5, 6, 7]})

# 使用rolling().mean()计算滚动均值,不带skipna参数
rolling_mean = df['a'].rolling(3).mean()
print(rolling_mean)

# 输出结果与旧版本使用skipna=False时相同

原因分析:

为了验证skipna参数在Pandas 1.2.3中的行为,我们进行了以下分析:

  1. 测试程序: 创建包含缺失值的Series,并分别使用skipna=True和skipna=False计算滚动均值。结果表明,两种情况下输出相同,说明skipna参数没有生效。

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    import pandas as pd
    import numpy as np
    
    df = pd.DataFrame({'a': [1, 2, 3, np.nan, 5, 6, 7]})
    print(df['a'].rolling(3).mean(skipna=True))
    print(df['a'].rolling(3).mean(skipna=False))

    输出:

    0    NaN
    1    NaN
    2    2.0
    3    NaN
    4    NaN
    5    NaN
    6    6.0
    Name: a, dtype: float64
    0    NaN
    1    NaN
    2    2.0
    3    NaN
    4    NaN
    5    NaN
    6    6.0
    Name: a, dtype: float64
  2. 官方文档: 查阅Pandas 1.2的官方文档,特别是pandas.core.window.rolling.Rolling.mean()的文档,发现该方法并没有skipna参数的说明。虽然存在**kwargs参数,但文档中对其的描述为"under review",表明该参数的功能尚未明确。

  3. 源码分析: 通过调试器,跟踪df.rolling(3).mean()的调用链,最终定位到计算滚动均值的底层C代码roll_mean()。该代码没有实现任何跳过NA值的功能,并且skipna参数在传递过程中被忽略。

    • df.rolling(3).mean() 调用
    • pandas/core/window/rolling.py:Rolling.mean()
    • pandas/core/window/rolling.py:RollingAndExpandingMixin.mean()
    • pandas/core/window/rolling.py:BaseWindow._apply()
    • pandas/_libs/window/aggregations.pyx:roll_mean()

    BaseWindow._apply()函数接收了kwargs参数,但并未将其传递给roll_mean()。 此外,roll_mean()函数本身也没有处理缺失值的功能。

结论

在Pandas 1.2.3中,df.rolling(n).mean(skipna=False)中的skipna参数实际上不起作用。升级到Pandas 1.5+后,只需删除该参数即可避免FutureWarning,并保持与旧版本相同的行为。如果您的代码依赖于skipna=True,则可能需要重新评估您的逻辑,因为旧版本的行为可能与您的预期不符。

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