优化Pandas DataFrame的处理速度

背景

本文的内容主要来源于A Beginner’s Guide to Optimizing Pandas Code for Speed这篇文章，入门级的讲了怎么优化Pandas DataFrame的处理速度。

数据准备

1. 一个50000行的DataFrame，其head如下：

   d  m1        m2
   0               GbGXR/7198718882  66  0.670074
   1         ylaMAz/121108977765122  74  0.497126
   2         TmMGuz/841097771117122  39  0.360868
   3        RkzCzz/8210712267122122  76  0.293050
   4  sWxCNIji/11587120677873106105  14  0.893429

2. 一个函数，接收一个参数：

   # 该函数必须可以接收pd.Series或np.Array作为参数，因此函数里只有一些常规的运算操作 
   def simple_function(v):
       return (v**2 - v) // 2 + (v**0.5) // 2

开始测试

目的是将DataFrame的m1列中的值使用simple_function进行处理，生成一个新的m3列。

1. 最原始的方式，平均7.23s。

%%timeit

m3 = []
df = origin_df.copy(deep=True)
for i in range(0, len(df)):
    m3.append(simple_function(df.iloc[i]['m1']))
df['m3'] = m3

1 loop, best of 3: 7.23 s per loop

2. 使用iterrows，平均3.27s

%%timeit

m3 = []
df = origin_df.copy(deep=True)
for _, row in df.iterrows():
    m3.append(simple_function(row['m1']))
df['m3'] = m3

1 loop, best of 3: 3.27 s per loop

3. 使用apply，平均29.5ms

%%timeit

df = origin_df.copy(deep=True)
df['m3'] = df['m1'].apply(simple_function)

10 loops, best of 3: 29.5 ms per loop

4. 使用Pandas series，平均7.88ms

%%timeit

df = origin_df.copy(deep=True)
df['m3'] = simple_function(df['m1'])

100 loops, best of 3: 7.88 ms per loop

5. 使用NumPy arrays，平均5.31ms

%%timeit

df = origin_df.copy(deep=True)
df['m3'] = simple_function(df['m1'].values)

100 loops, best of 3: 5.31 ms per loop