Pandas 時(shí)間序列之 Period

1. 前言

上一小節(jié)我們學(xué)習(xí)了 Pandas 時(shí)間序列的第一種類型，時(shí)間戳（Timestamp），表示的是一個(gè)特定的時(shí)間點(diǎn)，除此之外，時(shí)間序列還有一種時(shí)間時(shí)期 （Period）類型，它表示的是時(shí)間區(qū)間，比如數(shù)日、數(shù)月、數(shù)年等數(shù)據(jù)，這小節(jié)我們開始學(xué)習(xí) Period 類型的創(chuàng)建和使用方法。

2. 時(shí)期 Period

2.1 Period 的創(chuàng)建方法

Pandas 庫中提供了特定的函數(shù)用于創(chuàng)建 Period 時(shí)期數(shù)據(jù)。其中提供了豐富參數(shù)邊便于靈活的配置：

pd.Period(value=None, freq=None, ordinal=None, year=None, month=None,quarter=None, day=None, hour=None, minute=None, second=None)

下面我們通過代碼展示具體的創(chuàng)建方法：

# 導(dǎo)入 pandas 數(shù)據(jù)包
import pandas as pd
# 創(chuàng)建時(shí)期對象
period_res = pd.Period('2020-12', freq = 'D')
print(period_res)

# --- 輸出結(jié)果 ---
2020-12-01
# 結(jié)果解析：這里可以看到，我們通過指定 “2020-12” 和 頻率 "D" 表示 day 的縮寫，輸出的結(jié)果是 2020-12-01 的時(shí)期。對于頻率的理解，我們可以理解為移動的單位，下面我們通過運(yùn)算看一下，freq 的效果：
print(period_res+3)
# --- 輸出結(jié)果 ---
2017-12-04

2.2 時(shí)期常用的屬性和方法

Period 中提供了豐富的屬性和方法供用戶使用，方便了對時(shí)期數(shù)據(jù)的處理和分析，下面我們列舉一些常用的屬性和方法，并用代碼進(jìn)行應(yīng)用演示。

1. start_time 和 end_time 屬性

這兩個(gè)屬性分別用于獲取時(shí)期數(shù)據(jù)對象的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，返回的值是時(shí)間戳。

# 導(dǎo)入 pandas 數(shù)據(jù)包
import pandas as pd
period_res = pd.Period('2017-12', freq = '2D')
print(period_res.start_time)
# --- 輸出結(jié)果 ---
2017-12-01 00:00:00
        
print(period_res.end_time)
# --- 輸出結(jié)果 ---
2017-12-02 23:59:59.999999999

2. freq 和 freqstr 屬性

該屬性用于獲取時(shí)期對象的頻率，只不過 freqstr 屬性獲取的是縮寫的字母。

# 導(dǎo)入 pandas 數(shù)據(jù)包
import pandas as pd
period_res = pd.Period('2017-12', freq = '2D')
print(period_res.freq)
# --- 輸出結(jié)果 ---
<2 * Days>
        
print(period_res.freqstr)
# --- 輸出結(jié)果 ---
2D   

結(jié)果解析：這里要注意的是在我們的頻率前面還有一個(gè) 數(shù)字 2，因?yàn)槲覀冊O(shè)置的是頻率是 2D，表示兩天為單位。

3. year 、month 和 day 屬性

這三個(gè)屬性分別用于獲取時(shí)期的哪一年，一年中的第幾個(gè)月，一個(gè)月中的第幾天。

# 導(dǎo)入 pandas 數(shù)據(jù)包
import pandas as pd
period_res = pd.Period('2017-12', freq = '2D')
print(period_res.year)
print(period_res.month)
print(period_res.day)

# --- 輸出結(jié)果 ---
2017   # 年
12	#月
1	#日

4. weekofyear 和 dayofweek 屬性

這兩個(gè)屬性分別用于獲取時(shí)期是一年中的第幾周，一周中的周幾（0 表示周 1）。

# 導(dǎo)入 pandas 數(shù)據(jù)包
import pandas as pd
period_res = pd.Period('2020-12-4', freq = '2D')
print(period_res.weekofyear)
print(period_res.dayofweek)

# --- 輸出結(jié)果 ---
49 # 2020年的第49周
4 # 從0開始，4表示周五

5. now () 方法

獲取當(dāng)前的時(shí)間，可以通過指定方法中的頻率，獲取當(dāng)前時(shí)期對象。

# 導(dǎo)入 pandas 數(shù)據(jù)包
import pandas as pd
period_res = pd.Period('2020-12-4', freq = '3D')
print(period_res.now(freq='D'))

# --- 輸出結(jié)果 ---
2021-01-11

6. asfreq () 方法

該方法用于時(shí)期頻率的轉(zhuǎn)換。

# 導(dǎo)入 pandas 數(shù)據(jù)包
import pandas as pd
period_res = pd.Period('2020-12', freq = 'M')
print(period_res)
print(period_res.asfreq('D'))

# --- 輸出結(jié)果 ---
2020-12  # 年為頻率的時(shí)期
2020-12-31  # 天為頻率的時(shí)期，由大頻率轉(zhuǎn)為小頻率時(shí)，默認(rèn)是大頻率時(shí)期的末尾數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這里就是12月的最后一天轉(zhuǎn)換為頻率為 D 的數(shù)據(jù)，我們還可以通過  how='start' 來指定轉(zhuǎn)換時(shí)的依據(jù)(默認(rèn) how='end')：
print(period_res.asfreq('D',how = 'start'))
# --- 輸出結(jié)果 ---
2020-12-01

2.3 時(shí)期索引

Period 中的索引類型為 PeriodIndex，我們可以通過函數(shù) period_range () 生成時(shí)期序列，作為其他數(shù)據(jù)集的索引。

# 導(dǎo)入 pandas 數(shù)據(jù)包
import pandas as pd
period_index_res = pd.period_range('2020-02-22', '2020-03-04', freq='2D')
print(period_index_res)
# --- 輸出結(jié)果 ---
PeriodIndex(['2020-02-22', '2020-02-24', '2020-02-26', '2020-02-28',
             '2020-03-01', '2020-03-03'],dtype='period[2D]', freq='2D')
# 結(jié)果解析：這里可以看到生成的 PeriodIndex 序列值，我們下面將用他作為索引生成生產(chǎn) DataFrame 數(shù)據(jù)集。

value_dateDataFrame = [["aa","bb"],["aa","bb"],["aa","bb"],["aa","bb"],["aa","bb"],["aa","bb"]]
res = pd.DataFrame(value_dateDataFrame, index = period_index_res)
print(res)
# --- 輸出結(jié)果 ---
            0   1
2020-02-22  aa  bb
2020-02-24  aa  bb
2020-02-26  aa  bb
2020-02-28  aa  bb
2020-03-01  aa  bb
2020-03-03  aa  bb
# 結(jié)果解析：這里可看到 時(shí)期序列作為索引的數(shù)據(jù)結(jié)果，可以方便的通過年、月去獲取數(shù)據(jù)。

3. 小結(jié)

本節(jié)課程我們主要學(xué)習(xí)了 Pandas 時(shí)間序列的 Period ，包括時(shí)期數(shù)據(jù)對象的創(chuàng)建，常用的屬性和方法，以及時(shí)期索引在數(shù)據(jù)集中的具體應(yīng)用。本節(jié)課程的重點(diǎn)如下：

• Period 時(shí)期數(shù)據(jù)創(chuàng)建函數(shù) Period () 的使用；
• Period 時(shí)期對象常用屬性和方法的應(yīng)用；
• Period 時(shí)期索引的應(yīng)用。