在polars中进行链式`with_columns`操作时，后一步无法访问前一步新增列，是因为错误地复用了原始dataframe变量（如`df.select(...)`），而非使用链式传递的中间结果。正确做法是全程使用表达式（`pl.col(...)`）引用列，避免显式调用`.select()`或`pl.series`。
Polars 的链式操作（method chaining）依赖于惰性求值与上下文一致性：每一步 .with_columns() 都作用于前一步返回的新 DataFrame，但该新 DataFrame 仅在链内“流动”，不会自动覆盖原始变量（如 df）。因此，在后续步骤中若仍写 df.select(...)，实际查询的是初始 df——它自然不含尚未写入的 total_area 列，从而触发 ColumnNotFoundError。
关键误区在于混用了两种范式：
- ❌ 显式 DataFrame 操作（如 df.select(...)）：脱离链式上下文，始终基于原始 df；
- ✅ 纯表达式计算（如 pl.col("area") + pl.col("area_corr")）：完全在 Polars 表达式引擎内完成，自动感知链中已添加的列。
以下是修正后的推荐写法（简洁、高效、符合 Polars 最佳实践）：
import numpy as np
import polars as pl
# 生成示例数据
data = np.random.random((50, 5))
df = pl.from_numpy(data, schema=["id", "sampling_time", "area", "val1", "area_corr"])
result = (
df
.with_columns(
id=pl.col("id").cast(pl.Int32), # 直接重命名/转换列
total_area=pl.col("area") + pl.col("area_corr")
)
.with_columns(
cumulative_area=pl.cum_sum("total_area") / 0.15
)
.with_columns(
parcel_id=pl.col("cumulative_area").cast(pl.Int32)
)
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- 所有计算均通过表达式完成，无需创建 pl.Series 或调用 .select()；
- 列名 "total_area" 和 "cumulative_area" 在定义后可立即被后续表达式引用；
- 整个链式流程在 Polars 查询优化器中统一编译，性能更优；
- 代码更简洁，语义更清晰（明确体现列的派生关系）。
⚠️ 注意事项：
- 若需引入外部 Python 数据（如 NumPy 数组、列表），才应使用 pl.Series(name="xxx", values=[...])，且必须确保其长度与 DataFrame 行数严格一致；
- with_columns 支持多参数（位置参数或关键字参数），推荐使用关键字参数（如 total_area=...）提升可读性；
- 可合并为单次 with_columns 调用以进一步简化（但分步更利于调试和逻辑分层）：
.with_columns(
id=pl.col("id").cast(pl.Int32),
total_area=pl.col("area") + pl.col("area_corr"),
cumulative_area=pl.cum_sum("total_area") / 0.15,
parcel_id=pl.col("cumulative_area").cast(pl.Int32)
)掌握这一原则，即可避免绝大多数链式表达式中“列找不到”的问题，并写出更健壮、高效的 Polars 代码。
