リストのPandas列、各リスト要素の行を作成
一部のセルに複数の値のリストが含まれるデータフレームがあります。セルに複数の値を保存するのではなく、データフレームを拡張して、リスト内の各アイテムが独自の行（他のすべての列に同じ値を持つ）を取得するようにします。だから私が持っている場合：
import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(
{'trial_num': [1, 2, 3, 1, 2, 3],
'subject': [1, 1, 1, 2, 2, 2],
'samples': [list(np.random.randn(3).round(2)) for i in range(6)]
}
)
df
Out[10]:
samples subject trial_num
0 [0.57, -0.83, 1.44] 1 1
1 [-0.01, 1.13, 0.36] 1 2
2 [1.18, -1.46, -0.94] 1 3
3 [-0.08, -4.22, -2.05] 2 1
4 [0.72, 0.79, 0.53] 2 2
5 [0.4, -0.32, -0.13] 2 3
長い形式に変換するには、たとえば：
subject trial_num sample sample_num
0 1 1 0.57 0
1 1 1 -0.83 1
2 1 1 1.44 2
3 1 2 -0.01 0
4 1 2 1.13 1
5 1 2 0.36 2
6 1 3 1.18 0
# etc.
インデックスは重要ではありません。既存の列をインデックスとして設定してもかまいません。最終的な順序は重要ではありません。
lst_col = 'samples'
r = pd.DataFrame({
col:np.repeat(df[col].values, df[lst_col].str.len())
for col in df.columns.drop(lst_col)}
).assign(**{lst_col:np.concatenate(df[lst_col].values)})[df.columns]
結果：
In [103]: r
Out[103]:
samples subject trial_num
0 0.10 1 1
1 -0.20 1 1
2 0.05 1 1
3 0.25 1 2
4 1.32 1 2
5 -0.17 1 2
6 0.64 1 3
7 -0.22 1 3
8 -0.71 1 3
9 -0.03 2 1
10 -0.65 2 1
11 0.76 2 1
12 1.77 2 2
13 0.89 2 2
14 0.65 2 2
15 -0.98 2 3
16 0.65 2 3
17 -0.30 2 3
UPDATE：いくつかの説明：IMOこのコードを理解する最も簡単な方法は、ステップバイステップで実行することです：
次の行では、1つの列の値をN回繰り返しています。ここで、N-は対応するリストの長さです。
In [10]: np.repeat(df['trial_num'].values, df[lst_col].str.len())
Out[10]: array([1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3], dtype=int64)
これは、スカラー値を含むすべての列に対して一般化できます。
In [11]: pd.DataFrame({
...: col:np.repeat(df[col].values, df[lst_col].str.len())
...: for col in df.columns.drop(lst_col)}
...: )
Out[11]:
trial_num subject
0 1 1
1 1 1
2 1 1
3 2 1
4 2 1
5 2 1
6 3 1
.. ... ...
11 1 2
12 2 2
13 2 2
14 2 2
15 3 2
16 3 2
17 3 2
[18 rows x 2 columns]
np.concatenate()を使用して、list列のすべての値（samples）をフラット化し、1Dベクトルを取得できます。
In [12]: np.concatenate(df[lst_col].values)
Out[12]: array([-1.04, -0.58, -1.32, 0.82, -0.59, -0.34, 0.25, 2.09, 0.12, 0.83, -0.88, 0.68, 0.55, -0.56, 0.65, -0.04, 0.36, -0.31])
これをすべてまとめると：
In [13]: pd.DataFrame({
...: col:np.repeat(df[col].values, df[lst_col].str.len())
...: for col in df.columns.drop(lst_col)}
...: ).assign(**{lst_col:np.concatenate(df[lst_col].values)})
Out[13]:
trial_num subject samples
0 1 1 -1.04
1 1 1 -0.58
2 1 1 -1.32
3 2 1 0.82
4 2 1 -0.59
5 2 1 -0.34
6 3 1 0.25
.. ... ... ...
11 1 2 0.68
12 2 2 0.55
13 2 2 -0.56
14 2 2 0.65
15 3 2 -0.04
16 3 2 0.36
17 3 2 -0.31
[18 rows x 3 columns]
pd.DataFrame()[df.columns]を使用すると、元の順序で列が選択されることが保証されます...
予想より少し長かった：
>>> df
samples subject trial_num
0 [-0.07, -2.9, -2.44] 1 1
1 [-1.52, -0.35, 0.1] 1 2
2 [-0.17, 0.57, -0.65] 1 3
3 [-0.82, -1.06, 0.47] 2 1
4 [0.79, 1.35, -0.09] 2 2
5 [1.17, 1.14, -1.79] 2 3
>>>
>>> s = df.apply(lambda x: pd.Series(x['samples']),axis=1).stack().reset_index(level=1, drop=True)
>>> s.name = 'sample'
>>>
>>> df.drop('samples', axis=1).join(s)
subject trial_num sample
0 1 1 -0.07
0 1 1 -2.90
0 1 1 -2.44
1 1 2 -1.52
1 1 2 -0.35
1 1 2 0.10
2 1 3 -0.17
2 1 3 0.57
2 1 3 -0.65
3 2 1 -0.82
3 2 1 -1.06
3 2 1 0.47
4 2 2 0.79
4 2 2 1.35
4 2 2 -0.09
5 2 3 1.17
5 2 3 1.14
5 2 3 -1.79
シーケンシャルインデックスが必要な場合は、reset_index(drop=True)を結果に適用できます。
更新：
>>> res = df.set_index(['subject', 'trial_num'])['samples'].apply(pd.Series).stack()
>>> res = res.reset_index()
>>> res.columns = ['subject','trial_num','sample_num','sample']
>>> res
subject trial_num sample_num sample
0 1 1 0 1.89
1 1 1 1 -2.92
2 1 1 2 0.34
3 1 2 0 0.85
4 1 2 1 0.24
5 1 2 2 0.72
6 1 3 0 -0.96
7 1 3 1 -2.72
8 1 3 2 -0.11
9 2 1 0 -1.33
10 2 1 1 3.13
11 2 1 2 -0.65
12 2 2 0 0.10
13 2 2 1 0.65
14 2 2 2 0.15
15 2 3 0 0.64
16 2 3 1 -0.10
17 2 3 2 -0.76
このために pd.concat と pd.melt を使用することもできます：
>>> objs = [df, pd.DataFrame(df['samples'].tolist())]
>>> pd.concat(objs, axis=1).drop('samples', axis=1)
subject trial_num 0 1 2
0 1 1 -0.49 -1.00 0.44
1 1 2 -0.28 1.48 2.01
2 1 3 -0.52 -1.84 0.02
3 2 1 1.23 -1.36 -1.06
4 2 2 0.54 0.18 0.51
5 2 3 -2.18 -0.13 -1.35
>>> pd.melt(_, var_name='sample_num', value_name='sample',
... value_vars=[0, 1, 2], id_vars=['subject', 'trial_num'])
subject trial_num sample_num sample
0 1 1 0 -0.49
1 1 2 0 -0.28
2 1 3 0 -0.52
3 2 1 0 1.23
4 2 2 0 0.54
5 2 3 0 -2.18
6 1 1 1 -1.00
7 1 2 1 1.48
8 1 3 1 -1.84
9 2 1 1 -1.36
10 2 2 1 0.18
11 2 3 1 -0.13
12 1 1 2 0.44
13 1 2 2 2.01
14 1 3 2 0.02
15 2 1 2 -1.06
16 2 2 2 0.51
17 2 3 2 -1.35
最後に、必要に応じて、最初の3列に基づいて並べ替えることができます。
パンダ> = 0.25
SeriesおよびDataFrameメソッドは、リストを個別の行に展開する .explode() メソッドを定義します。 リストのような列の展開 のドキュメントセクションを参照してください。
df = pd.DataFrame({
'var1': [['a', 'b', 'c'], ['d', 'e',], [], np.nan],
'var2': [1, 2, 3, 4]
})
df
var1 var2
0 [a, b, c] 1
1 [d, e] 2
2 [] 3
3 NaN 4
df.explode('var1')
var1 var2
0 a 1
0 b 1
0 c 1
1 d 2
1 e 2
2 NaN 3 # empty list converted to NaN
3 NaN 4 # NaN entry preserved as-is
# to reset the index to be monotonically increasing...
df.explode('var1').reset_index(drop=True)
var1 var2
0 a 1
1 b 1
2 c 1
3 d 2
4 e 2
5 NaN 3
6 NaN 4
これは、空のリストとNaNだけでなく、リストとスカラーの混合列も適切に処理することに注意してください（これはrepeatベースのソリューションの欠点です）。
ただし、explodeは単一の列でのみ機能することに注意してください（現時点では）。
追記：stringsの列を分解したい場合は、最初に区切り文字で分割してからexplodeを使用する必要があります。これを参照してください（非常に） 私による関連する回答
Roman Pekarのソリューションを段階的に理解して理解しようとすると、混乱を招くスタッキングとインデックスのリセットを避けるためにmeltを使用する独自のソリューションを思いつきました。しかし、それが明らかにより明確なソリューションであるとは言えません：
items_as_cols = df.apply(lambda x: pd.Series(x['samples']), axis=1)
# Keep original df index as a column so it's retained after melt
items_as_cols['orig_index'] = items_as_cols.index
melted_items = pd.melt(items_as_cols, id_vars='orig_index',
var_name='sample_num', value_name='sample')
melted_items.set_index('orig_index', inplace=True)
df.merge(melted_items, left_index=True, right_index=True)
出力（明らかに、今すぐ元のサンプル列をドロップできます）：
samples subject trial_num sample_num sample
0 [1.84, 1.05, -0.66] 1 1 0 1.84
0 [1.84, 1.05, -0.66] 1 1 1 1.05
0 [1.84, 1.05, -0.66] 1 1 2 -0.66
1 [-0.24, -0.9, 0.65] 1 2 0 -0.24
1 [-0.24, -0.9, 0.65] 1 2 1 -0.90
1 [-0.24, -0.9, 0.65] 1 2 2 0.65
2 [1.15, -0.87, -1.1] 1 3 0 1.15
2 [1.15, -0.87, -1.1] 1 3 1 -0.87
2 [1.15, -0.87, -1.1] 1 3 2 -1.10
3 [-0.8, -0.62, -0.68] 2 1 0 -0.80
3 [-0.8, -0.62, -0.68] 2 1 1 -0.62
3 [-0.8, -0.62, -0.68] 2 1 2 -0.68
4 [0.91, -0.47, 1.43] 2 2 0 0.91
4 [0.91, -0.47, 1.43] 2 2 1 -0.47
4 [0.91, -0.47, 1.43] 2 2 2 1.43
5 [-1.14, -0.24, -0.91] 2 3 0 -1.14
5 [-1.14, -0.24, -0.91] 2 3 1 -0.24
5 [-1.14, -0.24, -0.91] 2 3 2 -0.91
手動の列命名を回避するRoman Pekarの回答のバージョンを探している人のために：
column_to_explode = 'samples'
res = (df
.set_index([x for x in df.columns if x != column_to_explode])[column_to_explode]
.apply(pd.Series)
.stack()
.reset_index())
res = res.rename(columns={
res.columns[-2]:'exploded_{}_index'.format(column_to_explode),
res.columns[-1]: '{}_exploded'.format(column_to_explode)})
最も簡単な方法は次のとおりです。
samples列をDataFrameに変換します- 元のdfとの結合
- 溶融
ここに示す：
df.samples.apply(lambda x: pd.Series(x)).join(df).\
melt(['subject','trial_num'],[0,1,2],var_name='sample')
subject trial_num sample value
0 1 1 0 -0.24
1 1 2 0 0.14
2 1 3 0 -0.67
3 2 1 0 -1.52
4 2 2 0 -0.00
5 2 3 0 -1.73
6 1 1 1 -0.70
7 1 2 1 -0.70
8 1 3 1 -0.29
9 2 1 1 -0.70
10 2 2 1 -0.72
11 2 3 1 1.30
12 1 1 2 -0.55
13 1 2 2 0.10
14 1 3 2 -0.44
15 2 1 2 0.13
16 2 2 2 -1.44
17 2 3 2 0.73
各トライアルのサンプル数が同じであるため、これでうまくいく可能性があることに注意してください（3）。さまざまなサンプルサイズの試験では、もっと賢いことが必要な場合があります。
非常に遅い答えですが、これを追加したいです：
Vanilla Pythonを使用した高速ソリューションで、OPの例のsample_num列も処理します。 1000万行を超える私の大規模なデータセットと、2800万行の結果では、約38秒しかかかりません。受け入れられたソリューションは、そのデータ量で完全に故障し、128GBのRAMを搭載したシステムでmemory errorになります。
df = df.reset_index(drop=True)
lstcol = df.lstcol.values
lstcollist = []
indexlist = []
countlist = []
for ii in range(len(lstcol)):
lstcollist.extend(lstcol[ii])
indexlist.extend([ii]*len(lstcol[ii]))
countlist.extend([jj for jj in range(len(lstcol[ii]))])
df = pd.merge(df.drop("lstcol",axis=1),pd.DataFrame({"lstcol":lstcollist,"lstcol_num":countlist},
index=indexlist),left_index=True,right_index=True).reset_index(drop=True)
import pandas as pd
df = pd.DataFrame([{'Product': 'Coke', 'Prices': [100,123,101,105,99,94,98]},{'Product': 'Pepsi', 'Prices': [101,104,104,101,99,99,99]}])
print(df)
df = df.assign(Prices=df.Prices.str.split(',')).explode('Prices')
print(df)
pandas> = 0.25バージョンでこれを試してください