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Polars 中按连续行分组聚合的惯用方法

花韻仙語

花韻仙語

发布时间:2026-01-30 15:43:12

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来源于php中文网

原创

Polars 中按连续行分组聚合的惯用方法

在 polars 中,对 dataframe 按固定长度(如每 n 行)进行滑动或分段聚合时,`group_by_dynamic` 配合行索引是最推荐、最高效且符合惯用法的方案,优于手动构造分组键或使用窗口函数。

当需要将大型 DataFrame(例如 10⁶ 行、多列)按连续 n 行(如 n = 100)分段并执行聚合(如均值、求和、标准差等)时,核心挑战在于:如何简洁、高效、无副作用地构造分组依据。Polars 官方明确推荐 group_by_dynamic 用于此类“基于索引的动态分组”,它专为时间序列或有序整数索引设计,底层高度优化,支持并行分组计算,避免了 Python 层循环或 apply 的性能损耗。

你当前使用的 pl.int_range(pl.len()) 方式完全正确,但可进一步简化与健壮化——推荐使用 .with_row_index(),它更语义清晰、自动处理空表边界,并且是 Polars 0.20.0+ 的标准 API:

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import polars as pl

df = pl.DataFrame({"a": [1, 1, 3, 8, 62, 535, 4213], "b": range(7)})

n = 3
result = (
    df
    .with_row_index()
    .group_by_dynamic(
        index_column=pl.col("index").cast(pl.Int32),  # 必须为有符号整数
        every=f"{n}i",                                 # "3i" 表示每 3 行一组
        period=f"{n}i",                                 # 可选:若需重叠(如滑动窗口),设为 period="3i", offset="1i"
        closed="left"                                   # 默认行为:[0,3), [3,6), [6,9)...
    )
    .agg(
        pl.col("a").mean().alias("a_mean"),
        pl.col("b").sum().alias("b_sum"),
        pl.col("a").std().alias("a_std")
    )
)
print(result)
✅ 关键要点说明: every="ni" 中的 "i" 后缀表示 integer-based 分组(非时间),这是处理行号分组的必需写法; index_column 必须是 Int32 或 Int64(有符号),因此 .cast(pl.Int32) 不可省略(.with_row_index() 默认返回 UInt32); 若需滑动窗口(如每 1 行移动、取连续 100 行),请改用 rolling + over(如 pl.col("a").rolling_mean(window_size=n).over(pl.int_range(0, pl.len()) // n)),但注意其内存开销更大;group_by_dynamic 始终适用于不重叠分块聚合,性能最优; 对于超大表(10⁶+ 行),该模式天然支持 Polars 的惰性执行与多线程调度,无需额外优化。

综上,你的原始思路完全符合 Polars 惯用法——只需将索引构造升级为 .with_row_index() 并显式类型转换,即可获得更简洁、可读性更强且生产就绪的实现。

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