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如何在 Pandas 中对多列分组聚合并应用自定义函数

心靈之曲

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发布时间:2026-02-02 20:47:01

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来源于php中文网

原创

如何在 Pandas 中对多列分组聚合并应用自定义函数

本文详解如何使用 `groupby().apply()` 正确实现对多个列同时传入自定义函数(如需基于列 b 的条件筛选列 a 并计算均值)的分组聚合,解决 `agg()` 中混用命名元组与 lambda 导致的 typeerror。

在 Pandas 中,当需要对分组后的数据跨列协同计算(例如:用列 B 作为布尔掩码筛选列 A,再对其子集求均值),直接在 DataFrame.groupby().agg() 中混合使用字符串聚合器(如 'sum')和自定义 lambda 函数(如 lambda x: arbFun(x['A'], x['B']))会触发 TypeError: Must provide 'func' or tuples of '(column, aggfunc)'。这是因为 agg() 的新式字典语法(Pandas ≥ 0.25)要求所有聚合项必须统一为 (column, aggfunc) 元组形式或预定义函数名,而 lambda x: ... 若未明确绑定到某列,则无法被解析为合法的聚合规范。

✅ 正确解法是改用 groupby().apply():它将每个分组视为一个独立子 DataFrame,允许你在函数内部自由访问任意列、执行复杂逻辑,并返回结构化结果(如 pd.Series)。这不仅满足 arbFun 必须同时接收两列输入的核心约束,还保持了代码的可读性与可维护性。

以下为完整可运行示例:

import pandas as pd

# 构造示例数据
data = pd.DataFrame({
    'Label1': [1, 2, 2, 1, 1, 2],
    'Label2': ['north', 'north', 'north', 'south', 'south', 'south'],
    'A': [2, 4, 6, 8, 10, 12],
    'B': [4, 1, 37, 1, 1, 1]
})

# 保留原始 arbFun(不可移除,仅可调整)
def arbFun(col1, col2):
    """
    计算 col1 中对应 col2 == 1 的位置上的平均值。
    返回 float 或 None(无匹配时)。
    """
    mask = col2 == 1
    if mask.any():
        return col1[mask].mean()
    else:
        return None  # 显式返回 None 更清晰(避免 NaN 混淆)

# ✅ 推荐方案:使用 apply + 返回 pd.Series
def group_fn(group_df):
    return pd.Series({
        "Column_A": group_df["A"].sum(),
        "Filtered_Mean": arbFun(group_df["A"], group_df["B"])
    })

result = (data
          .groupby(['Label1', 'Label2'], as_index=False)
          .apply(group_fn)
          .reset_index(drop=True))  # 确保索引规整(apply 可能引入 MultiIndex)

print(result)

输出:

Catimind
Catimind

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下载
   Label1 Label2  Column_A  Filtered_Mean
0       1  north       2.0           None
1       1  south      18.0            9.0
2       2  north      10.0            4.0
3       2  south      12.0           12.0

? 关键注意事项

  • groupby(...).apply(func) 中的 func 必须接收整个分组子 DataFrame(不是 Series),因此 group_df["A"] 和 group_df["B"] 才能正确对齐;
  • 使用 as_index=False 可避免结果含 MultiIndex,便于后续操作;
  • 若需兼容缺失值逻辑,建议 arbFun 显式返回 None 而非依赖 mean() 默认返回 NaN,并在后续用 pd.NA 或 fillna() 统一处理;
  • 性能提示:apply 在大数据集上可能慢于向量化操作,但本例中因 arbFun 本质依赖条件过滤,apply 是语义最清晰且符合需求的方案。

总结:当聚合逻辑涉及多列交互且无法拆解为单列独立运算时,应优先选择 groupby().apply() 配合 pd.Series 返回,而非强行适配 agg() 的受限语法——这既是 Pandas 最佳实践,也是保障代码健壮性与可扩展性的关键设计选择。

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