介紹一款進階版的 Pandas 數據分析神器：Polars
相信對于不少的數據分析從業者來說呢，用的比較多的是??Pandas??以及??SQL??這兩種工具，??Pandas??不但能夠對數據集進行清理與分析，并且還能夠繪制各種各樣的炫酷的圖表，但是遇到數據集很大的時候要是還使用??Pandas??來處理顯然有點力不從心。
今天就來介紹另外一個數據處理與分析工具，叫做??Polars??，它在數據處理的速度上更快，當然里面還包括兩種API，一種是??Eager API??，另一種則是??Lazy API??，其中??Eager API??和??Pandas??的使用類似，語法類似差不太多，立即執行就能產生結果。
而??Lazy API??和??Spark??很相似，會有并行以及對查詢邏輯優化的操作。
模塊的安裝與導入
我們先來進行模塊的安裝，使用??pip??命令
pip install polars
在安裝成功之后，我們分別用??Pandas??和??Polars??來讀取數據，看一下各自性能上的差異，我們導入會要用到的模塊
import pandas as pd
import polars as pl
import matplotlib.pyplot as plt
%matplotlib inline
用??Pandas??讀取文件
本次使用的數據集是某網站注冊用戶的用戶名數據，總共有360MB大小，我們先用??Pandas??模塊來讀取該??csv??文件
%%time
df = pd.read_csv("users.csv")
df.head()
output
可以看到用??Pandas??讀取??CSV??文件總共花費了12秒的時間，數據集總共有兩列，一列是用戶名稱，以及用戶名稱重復的次數“n”，我們來對數據集進行排序，調用的是??sort_values()??方法，代碼如下
%%time
df.sort_values("n", ascending=False).head()
output
用??Polars??來讀取操作文件
下面我們用??Polars??模塊來讀取并操作文件，看看所需要的多久的時間，代碼如下
%%time
data = pl.read_csv("users.csv")
data.head()
output
可以看到用??polars??模塊來讀取數據僅僅只花費了730毫秒的時間，可以說是快了不少的，我們根據“n”這一列來對數據集進行排序，代碼如下
%%time
data.sort(by="n", reverse=True).head()
output
對數據集進行排序所消耗的時間為1.39秒，接下來我們用polars模塊來對數據集進行一個初步的探索性分析，數據集總共有哪些列、列名都有哪些，我們還是以熟知“泰坦尼克號”數據集為例
df_titanic = pd.read_csv("titanic.csv")
df_titanic.columns
output
['PassengerId',
'Survived',
'Pclass',
'Name',
'Sex',
'Age',
......]
和??Pandas??一樣輸出列名調用的是??columns??方法，然后我們來看一下數據集總共是有幾行幾列的，
df_titanic.shape
output
(891, 12)
看一下數據集中每一列的數據類型
df_titanic.dtypes
output
[polars.datatypes.Int64,
polars.datatypes.Int64,
polars.datatypes.Int64,
polars.datatypes.Utf8,
polars.datatypes.Utf8,
polars.datatypes.Float64,
......]
填充空值與數據的統計分析
我們來看一下數據集當中空值的分布情況，調用??null_count()??方法
df_titanic.null_count()
output
我們可以看到“Age”以及“Cabin”兩列存在著空值，我們可以嘗試用平均值來進行填充，代碼如下
df_titanic["Age"] = df_titanic["Age"].fill_nan(df_titanic["Age"].mean())
計算某一列的平均值只需要調用??mean()??方法即可，那么中位數、最大/最小值的計算也是同樣的道理，代碼如下
print(f'Median Age: {df_titanic["Age"].median()}')
print(f'Average Age: {df_titanic["Age"].mean()}')
print(f'Maximum Age: {df_titanic["Age"].max()}')
print(f'Minimum Age: {df_titanic["Age"].min()}')
output
Median Age: 29.69911764705882
Average Age: 29.699117647058817
Maximum Age: 80.0
Minimum Age: 0.42
數據的篩選與可視化
我們篩選出年齡大于40歲的乘客有哪些，代碼如下
df_titanic[df_titanic["Age"] > 40]
output
最后我們簡單地來繪制一張圖表，代碼如下
fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 5))
ax.boxplot(df_titanic["Age"])
plt.xticks(rotation=90)
plt.xlabel('Age Column')
plt.ylabel('Age')
plt.show()
output
總體來說呢，??polars??在數據分析與處理上面和??Pandas??模塊有很多相似的地方，其中會有一部分的API存在著差異，感興趣的童鞋可以參考其官網：https://www.pola.rs/
