Eseguire cicli su insiemi di dati

Ultimo aggiornamento il 2025-11-06 | Modifica questa pagina

Tempo stimato: 15 minuti

Panoramica

Domande

  • Come si possono elaborare molti insiemi di dati con un solo comando?

Obiettivi

  • Essere in grado di leggere e scrivere espressioni di globbing che corrispondono a insiemi di file.
  • Usare glob per creare elenchi di file.
  • Scrivere cicli for per eseguire operazioni sui file dati i loro nomi in un elenco.

Usare un ciclo for per elaborare i file con un elenco di nomi.

  • Un nome di file è una stringa di caratteri.
  • E gli elenchi possono contenere stringhe di caratteri.

PYTHON 

import pandas as pd
for filename in ['data/gapminder_gdp_africa.csv', 'data/gapminder_gdp_asia.csv']:
    data = pd.read_csv(filename, index_col='country')
    print(filename, data.min())

OUTPUT 

data/gapminder_gdp_africa.csv gdpPercap_1952    298.846212
gdpPercap_1957    335.997115
gdpPercap_1962    355.203227
gdpPercap_1967    412.977514
⋮ ⋮ ⋮
gdpPercap_1997    312.188423
gdpPercap_2002    241.165877
gdpPercap_2007    277.551859
dtype: float64
data/gapminder_gdp_asia.csv gdpPercap_1952    331
gdpPercap_1957    350
gdpPercap_1962    388
gdpPercap_1967    349
⋮ ⋮ ⋮
gdpPercap_1997    415
gdpPercap_2002    611
gdpPercap_2007    944
dtype: float64

Usare glob.glob per trovare insiemi di file i cui nomi corrispondono a uno schema.

  • In Unix, il termine “globbing” significa “corrispondenza di un insieme di file con uno schema”.
  • Gli schemi più comuni sono:
    • * che significa “corrisponde a zero o più caratteri”
    • ? che significa “corrisponde esattamente a un carattere”
  • La libreria standard di Python contiene il modulo glob er fornire funzionalità di corrispondenza rispetto a uno schema.
  • Il modulo glob contiene una funzione, chiamata anche glob, per la ricerca di file tramite schema.
  • Ad esempio, glob.glob('*.txt') corrisponde a tutti i file nella directory corrente i cui nomi terminano con .txt.
  • Il risultato è un elenco (eventualmente vuoto) di stringhe di caratteri.

PYTHON 

import glob
print('all csv files in data directory:', glob.glob('data/*.csv'))

OUTPUT 

all csv files in data directory: ['data/gapminder_all.csv', 'data/gapminder_gdp_africa.csv', \
'data/gapminder_gdp_americas.csv', 'data/gapminder_gdp_asia.csv', 'data/gapminder_gdp_europe.csv', \
'data/gapminder_gdp_oceania.csv']

PYTHON 

print('all PDB files:', glob.glob('*.pdb'))

OUTPUT 

all PDB files: []

Usare glob e for per elaborare gruppi di file.

  • Aiuta molto se i file sono nominati e memorizzati in modo sistematico e coerente, in modo che semplici schemi trovino i dati giusti.

PYTHON 

for filename in glob.glob('data/gapminder_*.csv'):
    data = pd.read_csv(filename)
    print(filename, data['gdpPercap_1952'].min())

OUTPUT 

data/gapminder_all.csv 298.8462121
data/gapminder_gdp_africa.csv 298.8462121
data/gapminder_gdp_americas.csv 1397.717137
data/gapminder_gdp_asia.csv 331.0
data/gapminder_gdp_europe.csv 973.5331948
data/gapminder_gdp_oceania.csv 10039.59564
  • Questo include tutti i dati, compresi i dati per regione.
  • Utilizzare uno schema più specifico negli esercizi per escludere l’intero set di dati.
  • Si noti che il minimo dell’intero insieme di dati è anche il minimo di uno degli insiemi di dati: un utile controllo di correttezza.
Sfida

Determinazione delle corrispondenze

Quale di questi file non corrisponde all’espressione glob.glob('data/*as*.csv')?

  1. data/gapminder_gdp_africa.csv
  2. data/gapminder_gdp_americas.csv
  3. data/gapminder_gdp_asia.csv

1 non corrisponde al glob.

Sfida

Dimensione minima del file

Modificate questo programma in modo che stampi il numero di record nel file che ha il minor numero di record.

PYTHON 

import glob
import pandas as pd
fewest = ____
for filename in glob.glob('data/*.csv'):
    dataframe = pd.____(filename)
    fewest = min(____, dataframe.shape[0])
print('smallest file has', fewest, 'records')

Si noti che l’attributo DataFrame.shape() restituisce una tupla con il numero di righe e colonne del data frame.

PYTHON 

import glob
import pandas as pd
fewest = float('Inf')
for filename in glob.glob('data/*.csv'):
    dataframe = pd.read_csv(filename)
    fewest = min(fewest, dataframe.shape[0])
print('smallest file has', fewest, 'records')

Si potrebbe aver scelto di inizializzare la variabile fewest con un numero maggiore dei numeri con cui si ha a che fare, ma questo potrebbe portare a problemi se si riutilizza il codice con numeri più grandi. Python consente di utilizzare l’infinito positivo, che funzionerà indipendentemente dalla grandezza dei numeri. Quali altre stringhe speciali riconosce la funzione float?

Sfida

Confronto dei dati

Scrivere un programma che legga i set di dati regionali e tracci il PIL medio pro capite di ogni regione nel tempo in un unico grafico. Pandas solleva un errore se incontra colonne non numeriche nel calcolo di un dataframe, quindi potrebbe essere necessario filtrare tali colonne o dire a pandas di ignorarle.

Questa soluzione costruisce un’utile legenda usando il metodo di stringa split pper estrarre region dal percorso ‘data/gapminder_gdp_a_region.csv’.

PYTHON 

mport glob
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots(1, 1)

for filename in glob.glob('data/gapminder_gdp*.csv'):
    dataframe = pd.read_csv(filename)
    # Estrai la <regione> dal nome del file, che si trova nel formato
    # 'data/gapminder_gdp_<regione>.csv'.
    # Divideremo la stringa usando il metodo split con '_' come separatore,
    # prenderemo l’ultima parte della lista restituita (che sarà '<regione>.csv')
    # e poi rimuoveremo l’estensione '.csv' da quella stringa.
    # NOTA: il modulo pathlib, presentato nel prossimo riquadro, offre
    # anche astrazioni pratiche per lavorare con i percorsi dei file e
    # può risolvere questo problema nello stesso modo:
    # from pathlib import Path
    # region = Path(filename).stem.split('_')[-1]
    region = filename.split('_')[-1][:-4]

    # Estrai gli anni dai nomi delle colonne del dataframe
    headings = dataframe.columns[1:]
    years = headings.str.split('_').str.get(1)

    # Pandas genera un errore quando incontra colonne non numeriche
    # durante le operazioni su un dataframe, ma possiamo dirgli di ignorarle
    # con il parametro `numeric_only=True`
    dataframe.mean(numeric_only=True).plot(ax=ax, label=region)

    # NOTA: un altro modo per ottenere lo stesso risultato consiste nel
    # selezionare solo le colonne che contengono "gdp" nel nome, usando il metodo filter:
    # dataframe.filter(like="gdp").mean().plot(ax=ax, label=region)

# Imposta il titolo e le etichette del grafico
ax.set_title('PIL pro capite per regione nel tempo')
ax.set_xticks(range(len(years)))
ax.set_xticklabels(years)
ax.set_xlabel('Anno')
plt.tight_layout()
plt.legend()
plt.show()
Richiamo

Trattare i percorsi dei file

Il modulo pathlib fornisce pratiche astrazioni per la gestione di file e percorsi, come ad esempio l’ottenimento del nome di un file senza estensione. Questo risulta particolarmente utile quando si eseguono cicli su file e directory. Nell’esempio seguente creiamo un oggetto Path e ne ispezioniamo alcuni attributi.

PYTHON 

from pathlib import Path

p = Path("data/gapminder_gdp_africa.csv")
print(p.parent)
print(p.stem)
print(p.suffix)

OUTPUT 

data
gapminder_gdp_africa
.csv

Consiglio: Controllare tutti gli attributi e i metodi disponibili sull’oggetto Path con la funzione dir().

Punti Chiave
  • Usare un ciclo for per elaborare i file dati da un elenco di nomi.
  • Usare glob.glob per trovare insiemi di file i cui nomi corrispondono a uno schema.
  • Usare glob e for per elaborare gruppi di file.