在以前,商业分析对应的英文单词是Business Analysis,大家用的分析工具是Excel,后来数据量大了,Excel应付不过来了(Excel最大支持行数为1048576行),人们开始转向python和R这样的分析工具了,这时候商业分析对应的单词是Business Analytics。
其实python和Excel的使用准则一样,都是[We don't repeat ourselves],都是尽可能用更方便的操作替代机械操作和纯体力劳动。
用python做数据分析,离不开著名的pandas包,经过了很多版本的迭代优化,pandas现在的生态圈已经相当完整了,官网还给出了它和其他分析工具的对比:
本文用的主要也是pandas,绘图用的库是plotly,实现的Excel的常用功能有:
Python和Excel的交互
vlookup函数
数据透视表
绘图
以后如果发掘了更多Excel的功能,会回来继续更新和补充。开始之前,首先按照惯例加载pandas包:
import numpy as npimport pandas as pdpd.set_option('max_columns', 10)pd.set_option('max_rows', 20)pd.set_option('display.float_format', lambda x: '%.2f' % x) # 禁用科学计数法
Python和Excel的交互
pandas里最常用的和Excel I/O有关的四个函数是read_csv/ read_excel/ to_csv/ to_excel,它们都有特定的参数设置,可以定制想要的读取和导出效果。
比如说想要读取这样一张表的左上部分:
可以用pd.read_excel("test.xlsx", header=1, nrows=17, usecols=3),返回结果:
输出函数也同理,使用多少列,要不要index,标题怎么放,都可以控制。
vlookup函数
vlookup号称是Excel里的神器之一,用途很广泛,下面的例子来自豆瓣,VLOOKUP函数最常用的10种用法,你会几种?
案例一
问题:A3:B7单元格区域为字母等级查询表,表示60分以下为E级、60~69分为D级、70~79分为C级、80~89分为B级、90分以上为A级。D:G列为初二年级1班语文测验成绩表,如何根据语文成绩返回其字母等级?
方法:在H3:H13单元格区域中输入=VLOOKUP(G3, 3:7, 2)
python实现:
案例二
问题:在Sheet1里面如何查找折旧明细表中对应编号下的月折旧额?(跨表查询)
方法:在Sheet1里面的C2:C4单元格输入 =VLOOKUP(A2, 折旧明细表!AG$12, 7, 0)
python实现:使用merge将两个表按照编号连接起来就行
案例三
问题:类似于案例二,但此时需要使用近似查找
方法:在B2:B7区域中输入公式=VLOOKUP(A2&"*", 折旧明细表!2:12, 6, 0)
python实现:这个比起上一个要麻烦一些,需要用到一些pandas的使用技巧
df1 = pd.read_excel("test.xlsx", sheet_name='折旧明细表')
df3 = pd.read_excel("test.xlsx", sheet_name=3) #含有资产名称简写的表
df3['月折旧额'] = 0
for i in range(len(df3['资产名称'])):
df3['月折旧额'][i] = df1[df1['资产名称'].map(lambda x:df3['资产名称'][i] in x)]['月折旧额']
df3
Out[]:
资产名称 月折旧额
0 电动 1399
1 货车 2438
2 惠普 132
3 交联 10133
4 桑塔纳 1147
5 春兰 230
案例四
问题:在Excel中录入数据信息时,为了提高工作效率,用户希望通过输入数据的关键字后,自动显示该记录的其余信息,例如,输入员工工号自动显示该员工的信命,输入物料号就能自动显示该物料的品名、单价等。
如图所示为某单位所有员工基本信息的数据源表,在“2010年3月员工请假统计表”工作表中,当在A列输入员工工号时,如何实现对应员工的姓名、身份证号、部门、职务、入职日期等信息的自动录入?
方法:使用VLOOKUP+MATCH函数,在“2010年3月员工请假统计表”工作表中选择B3:F8单元格区域,输入下列公式=IF(A3,员工基本信息!H,MATCH(B员工基本信息2:$2,0),0)),按下【Ctrl+Enter】组合键结束。
python实现:上面的Excel的方法用得很灵活,但是pandas的想法和操作更简单方便些
案例五
问题:用VLOOKUP函数实现批量查找,VLOOKUP函数一般情况下只能查找一个,那么多项应该怎么查找呢?如下图,如何把张一的消费额全部列出?
方法:在C9:C11单元格里面输入公式=VLOOKUP(B$9&ROW(A1),IF({1,0},$B$2:$B$6&COUNTIF(INDIRECT("b2:b"&ROW($2:$6)),B$9),$C$2:$C$6),2,),按SHIFT+CTRL+ENTER键结束。
python实现:vlookup函数有两个不足(或者算是特点吧),一个是被查找的值一定要在区域里的第一列,另一个是只能查找一个值,剩余的即便能匹配也不去查找了,这两点都能通过灵活应用if和indirect函数来解决,不过pandas能做得更直白一些。
数据透视表
数据透视表是Excel的另一个神器,本质上是一系列的表格重组整合的过程。
问题:需要汇总各个区域,每个月的销售额与成本总计,并同时算出利润
通过Excel的数据透视表的操作最终实现了下面这样的效果:
python实现:对于这样的分组的任务,首先想到的就是pandas的groupby,代码写起来也简单,思路就是把刚才Excel的点鼠标的操作反映到代码命令上:
也可以使用pandas里的pivot_table函数来实现:
df3 = pd.pivot_table(df, values=['销售额', '成本'], index=['订购月份', '所属区域'] , aggfunc='sum')
df3['利润'] = df3['销售额'] - df3['成本']
df3
Out[]:
成本 销售额 利润
订购月份 所属区域
1 南京 94967.84 134313.61 39345.77
常熟 163220.07 177531.47 14311.40
无锡 231822.28 316418.09 84595.81
昆山 145403.32 159183.35 13780.03
苏州 238812.03 287253.99 48441.96
2 南京 138530.42 187129.13 48598.71
常熟 126834.37 154442.74 27608.37
无锡 376134.98 464012.20 87877.22
昆山 86244.52 102324.46 16079.94
苏州 91419.54 105940.34 14520.80
... ... ...
11 南京 221687.11 286329.88 64642.77
常熟 1840868.53 2118503.54 277635.01
无锡 536866.77 633915.41 97048.64
昆山 342420.18 351023.24 8603.06
苏州 1144809.83 1269351.39 124541.56
12 南京 808959.32 894522.06 85562.74
常熟 262918.81 324454.49 61535.68
无锡 856816.72 1040127.19 183310.48
昆山 951652.87 1096212.75 144559.87
苏州 302154.25 347939.30 45785.05
[60 rows x 3 columns]
pandas的pivot_table的参数index/ columns/ values和Excel里的参数是对应上的(当然,我这话说了等于没说,数据透视表里不就是行/列/值吗还能有啥。)
但是我个人还是更喜欢用groupby,因为它运算速度非常快。我在打kaggle比赛的时候,有一张表是贷款人的行为信息,大概有2700万行,用groupby算了几个聚合函数,几秒钟就完成了。
groupby的功能很全面,内置了很多aggregate函数,能够满足大部分的基本需求,如果你需要一些其他的函数,可以搭配使用apply和lambda。
不过pandas的官方文档说了,groupby之后用apply速度非常慢,aggregate内部做过优化,所以很快,apply是没有优化的,所以建议有问题先想想别的方法,实在不行的时候再用apply。
我打比赛的时候,为了生成一个新变量,用了groupby的apply,写了这么一句:ins['weight'] = ins[['SK_ID_PREV', 'DAYS_ENTRY_PAYMENT']].groupby('SK_ID_PREV').apply(lambda x: 1-abs(x)/x.sum().abs()).iloc[:,1],1000万行的数据,足足算了十多分钟,等得我心力交瘁。
绘图
因为Excel画出来的图能够交互,能够在图上进行一些简单操作,所以这里用的python的可视化库是plotly,案例就用我这个学期发展经济学课上的作业吧,当时的图都是用Excel画的,现在用python再画一遍。开始之前,首先加载plotly包。
柱状图
当时用Excel画了很多的柱状图,其中的一幅图是
下面用plotly来画一下
雷达图
用Excel画的:
用python画的:
画起来比Excel要麻烦得多。
总体而言,如果画简单基本的图形,用Excel是最方便的,如果要画高级一些的或者是需要更多定制化的图形,使用python更合适。