Groupby在熊猫中的最后一个性能问题



我有一个数据帧,有两列和十多万个元素。

In [43]: df.head(10)
Out[43]:
                    localtime                 ref
4  2014-04-02 12:00:00.273537  139058754703810577
5  2014-04-02 12:00:02.223501  139058754703810576
6  2014-04-02 12:00:03.518817  139058754703810576
7  2014-04-02 12:00:03.572082  139058754703810576
8  2014-04-02 12:00:03.572444  139058754703810576
9  2014-04-02 12:00:03.572571  139058754703810576
10 2014-04-02 12:00:03.573320  139058754703810576
11 2014-04-02 12:00:09.278517  139058754703810576
14 2014-04-02 12:00:20.942802  139058754703810577
15 2014-04-02 12:01:13.410607  139058754703810576
[10 rows x 2 columns]
In [44]: df.dtypes
Out[44]:
localtime    datetime64[ns]
ref                   int64
dtype: object
In [45]: len(df)
Out[45]: 111743
In [46]: g = df.groupby('ref')

如果我从我的组中请求最后一个元素,函数就会挂起!

In [47]: %timeit g.last()

我在 6 分钟后杀死了它; top显示 CPU 始终处于 100%。

如果我显式请求localtime列,这至少会返回,尽管对于元素的稀少来说,它似乎仍然慢得离谱。

In [48]: %timeit g['localtime'].last()
1 loops, best of 3: 4.6 s per loop

我错过了什么吗?这是熊猫 0.13.1。


此问题随datetime64类型一起出现。假设我直接从文件中读取:

In [1]: import pandas as pd
In [2]: df = pd.read_csv('so.csv')
In [3]: df.dtypes
Out[3]:
localtime    object
ref           int64
dtype: object
In [4]: %timeit df.groupby('ref').last()
10 loops, best of 3: 28.1 ms per loop

object类型工作得很好。但是,如果我投射时间戳,所有的地狱都会松动:

In [5]: df.localtime = pd.to_datetime(df.localtime)
In [6]: df.dtypes
Out[6]:
localtime    datetime64[ns]
ref                   int64
dtype: object
In [7]: %timeit df.groupby('ref').last()

剧情变厚了。


在没有数据文件的情况下复制,使用 Jeff 的建议:

In [70]: rng = pd.date_range('20130101',periods=20,freq='s')
In [71]: df = pd.DataFrame(dict(timestamp = rng.take(np.random.randint(0,20,size=100000)), value = np.random.randint(0,100,size=100000)*1000000))
In [72]: %timeit df.groupby('value').last()
1 loops, best of 3: 332 ms per loop

但是,如果我更改随机整数的范围,那么问题再次出现!

In [73]: df = pd.DataFrame(dict(timestamp = rng.take(np.random.randint(0,20,size=100000)), value = np.random.randint(0,100000,size=100000)*1000))
In [74]: %timeit df.groupby('value').last()                                                           

我只是增加了第二个randint()high参数,这意味着groupby()将具有更大的长度。这在没有数据文件的情况下重现了我的错误。

请注意,如果我放弃datetime64类型,那么没有问题:

In [12]: df = pd.DataFrame(dict(timestamp = np.random.randint(0,20,size=100000), value = np.random.randint(0,100000,size=100000)*1000))
In [13]: %timeit df.groupby('value').last()
100 loops, best of 3: 14.4 ms per loop

所以罪魁祸首是datetime64上的缩放last()

一定是有什么奇怪的事情发生....在 0.13.1(和主)中看起来不错。发布指向您的文件的链接,我会看看。

In [3]: rng = date_range('20130101',periods=20,freq='s')
In [4]: df = DataFrame(dict(timestamp = rng.take(np.random.randint(0,20,size=100000)), value = np.random.randint(0,100,size=100000)*1000000))
In [5]: df.info()
<class 'pandas.core.frame.DataFrame'>
Int64Index: 100000 entries, 0 to 99999
Data columns (total 2 columns):
timestamp    100000 non-null datetime64[ns]
value        100000 non-null int64
dtypes: datetime64[ns](1), int64(1)
In [6]: %timeit df.groupby('value')['timestamp'].last()
100 loops, best of 3: 9.07 ms per loop
In [7]: %timeit df.groupby('value')['timestamp'].tail(1)
100 loops, best of 3: 16.3 ms per loop

好的,这是解释:

使用 np.random.randint(0,100,size=100000) 作为价值,创建 100 个组,虽然np.random.randint(0,100000,size=100000)创造了更多(在我的示例中63000)左右。

.last(<0.14 中)隐式执行最后一个non-nan值。这个 na 测试并不便宜,所以它的扩展性能很差(并且是在每个组的 python 空间中完成的)。

另一方面,tail(1)(在 0.14 <)不会检查这一点,因此 perf 要好得多(并使用 cython 路由来获取结果)。

在 0.14 中,这些将是相同的(即使您这样做:nth(-1,dropna='any')复制last在这里所做的事情,这是以一种具有更好性能的方式完成的。(感谢@Andy海登)。

底线是使用 tail(1) <0.14。

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