Suchen Sie die aufeinanderfolgenden Nullen in einem DataFrame und führen Sie eine bedingte Ersetzung durch

Ich habe einen Datensatz wie diesen:

Beispieldatenrahmen

import pandas as pd

df = pd.DataFrame({
    'names': ['A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L'],
    'col1': [0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0],
    'col2': [0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0]})

Ich möchte einige der 0's in col1und col2durch 1' s ersetzen, aber nicht die 0's, wenn drei oder mehr 0in derselben Spalte aufeinander folgen. Wie geht das mit Pandas?

Originaldatensatz:

names   col1    col2
A   0   0
B   1   0
C   0   0
D   1   0
E   1   1
F   1   0
G   0   1
H   0   0
I   0   1
J   1   0
K   0   0
L   0   0

Gewünschter Datensatz:

names   col1    col2
A   1   0
B   1   0
C   1   0
D   1   0
E   1   1
F   1   1
G   0   1
H   0   1
I   0   1
J   1   0
K   1   0
L   1   0

Betrachten Sie den folgenden Ansatz:

def f(col, threshold=3):
    mask = col.groupby((col != col.shift()).cumsum()).transform('count').lt(threshold)
    mask &= col.eq(0)
    col.update(col.loc[mask].replace(0,1))
    return col

In [79]: df.apply(f, threshold=3)
Out[79]:
       col1  col2
names
A         1     0
B         1     0
C         1     0
D         1     0
E         1     1
F         1     1
G         0     1
H         0     1
I         0     1
J         1     0
K         1     0
L         1     0

Schritt für Schritt:

In [84]: col = df['col2']

In [85]: col
Out[85]:
names
A    0
B    0
C    0
D    0
E    1
F    0
G    1
H    0
I    1
J    0
K    0
L    0
Name: col2, dtype: int64

In [86]: (col != col.shift()).cumsum()
Out[86]:
names
A    1
B    1
C    1
D    1
E    2
F    3
G    4
H    5
I    6
J    7
K    7
L    7
Name: col2, dtype: int32

In [87]: col.groupby((col != col.shift()).cumsum()).transform('count')
Out[87]:
names
A    4
B    4
C    4
D    4
E    1
F    1
G    1
H    1
I    1
J    3
K    3
L    3
Name: col2, dtype: int64

In [88]: col.groupby((col != col.shift()).cumsum()).transform('count').lt(3)
Out[88]:
names
A    False
B    False
C    False
D    False
E     True
F     True
G     True
H     True
I     True
J    False
K    False
L    False
Name: col2, dtype: bool

In [89]: col.groupby((col != col.shift()).cumsum()).transform('count').lt(3) & col.eq(0)
Out[89]:
names
A    False
B    False
C    False
D    False
E    False
F     True
G    False
H     True
I    False
J    False
K    False
L    False
Name: col2, dtype: bool

Sie sollten verwenden pandas.DataFrame.shift(), um das gewünschte Muster zu finden.

Code:

def fill_zero_not_3(series):
    zeros = (True, True, True)
    runs = [tuple(x == 0 for x in r)
            for r in zip(*(series.shift(i)
                           for i in (-2, -1, 0, 1, 2)))]
    need_fill = [(r[0:3] != zeros and r[1:4] != zeros and r[2:5] != zeros)
                 for r in runs]
    retval = series.copy()
    retval[need_fill] = 1
    return retval

Testcode:

import pandas as pd

df = pd.DataFrame({
    'names': ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L'],
    'col1': [0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0],
    'col2': [0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0]}).set_index('names')

df['col1'] = fill_zero_not_3(df['col1'])
df['col2'] = fill_zero_not_3(df['col2'])
print(df)

Ergebnisse:

       col1  col2
names            
A         1     0
B         1     0
C         1     0
D         1     0
E         1     1
F         1     1
G         0     1
H         0     1
I         0     1
J         1     0
K         1     0
L         1     0

Die Antwort von @Stephen Rauch ist sehr klug, aber langsam, wenn ich sie auf einen großen Datensatz anwende. Inspiriert von diesem Beitrag denke ich, dass ich einen effizienteren Weg gefunden habe, um das gleiche Ziel zu erreichen.

Der Code:

import pandas as pd

df = pd.DataFrame({
    'names': ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L'],
    'col1': [0, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0],
    'col2': [0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0]}).set_index('names')

for i in range(df.shape[1]):
    iszero = np.concatenate(([0], np.equal(df.iloc[:, i].values, 0).view(np.int8), [0]))
    absdiff = np.abs(np.diff(iszero))
    zerorange = np.where(absdiff == 1)[0].reshape(-1, 2)
    for j in range(len(zerorange)):
        if zerorange[j][1] - zerorange[j][0] < 3:
            df.iloc[zerorange[j][0]:zerorange[j][1], i] = 1
print(df)

Ergebnisse:

        col1  col2
names            
A         1     0
B         1     0
C         1     0
D         1     0
E         1     1
F         1     1
G         0     1
H         0     1
I         0     1
J         1     0
K         1     0
L         1     0