从Numpy 3d阵列高效创建数据帧

假设我们从

import numpy as np
a = np.array([[[1, 2], [3, 4]], [[5, 6], [7, 8]]])

如何有效地将其制作成与

import pandas as pd
>>> pd.DataFrame({'a': [0, 0, 1, 1], 'b': [1, 3, 5, 7], 'c': [2, 4, 6, 8]})

   a  b  c
0  0  1  2
1  0  3  4
2  1  5  6
3  1  7  8

其思想是让

a

列在原始数组的第一维中具有索引，其余列是原始数组的后两维中的二维数组的垂直串联

（使用循环很容易做到这一点；问题是如何在没有循环的情况下做到这一点。）

---

较长示例

使用@Divakar的优秀建议：

>>> np.random.randint(0,9,(4,3,2))
array([[[0, 6],
    [6, 4],
    [3, 4]],

   [[5, 1],
    [1, 3],
    [6, 4]],

   [[8, 0],
    [2, 3],
    [3, 1]],

   [[2, 2],
    [0, 0],
    [6, 3]]])

应制作成以下形状：

>>> pd.DataFrame({
    'a': [0, 0, 0, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3], 
    'b': [0, 6, 3, 5, 1, 6, 8, 2, 3, 2, 0, 6], 
    'c': [6, 4, 4, 1, 3, 4, 0, 3, 1, 2, 0, 3]})
    a  b  c
0   0  0  6
1   0  6  4
2   0  3  4
3   1  5  1
4   1  1  3
5   1  6  4
6   2  8  0
7   2  2  3
8   2  3  1
9   3  2  2
10  3  0  0
11  3  6  3

使用：

那么

a

是：

[[[1 2]
  [3 4]]

 [[5 6]
  [7 8]]]

             0  1
major minor      
0     0      1  2
      1      3  4
1     0      5  6
      1      7  8

   a  b  c
0  0  1  2
1  0  3  4
2  1  5  6
3  1  7  8

b

是：

[[[1 2]
  [3 4]]

 [[5 6]
  [7 8]]]

             0  1
major minor      
0     0      1  2
      1      3  4
1     0      5  6
      1      7  8

   a  b  c
0  0  1  2
1  0  3  4
2  1  5  6
3  1  7  8

而

c

是：

[[[1 2]
  [3 4]]

 [[5 6]
  [7 8]]]

             0  1
major minor      
0     0      1  2
      1      3  4
1     0      5  6
      1      7  8

   a  b  c
0  0  1  2
1  0  3  4
2  1  5  6
3  1  7  8

---

这里有一种方法，在最终将NumPy作为数据帧输出之前，它在NumPy上执行大部分处理，如下所示-

m,n,r = a.shape
out_arr = np.column_stack((np.repeat(np.arange(m),n),a.reshape(m*n,-1)))
out_df = pd.DataFrame(out_arr)

out_df = pd.DataFrame(out_arr,columns=['a', 'b', 'c'])

如果您确切地知道列的数量是

2

，那么我们将

b

和

c

作为最后两列，

a

作为第一列，您可以这样添加列名-

m,n,r = a.shape
out_arr = np.column_stack((np.repeat(np.arange(m),n),a.reshape(m*n,-1)))
out_df = pd.DataFrame(out_arr)

out_df = pd.DataFrame(out_arr,columns=['a', 'b', 'c'])

样本运行-

>>> a
array([[[2, 0],
        [1, 7],
        [3, 8]],

       [[5, 0],
        [0, 7],
        [8, 0]],

       [[2, 5],
        [8, 2],
        [1, 2]],

       [[5, 3],
        [1, 6],
        [3, 2]]])
>>> out_df
    a  b  c
0   0  2  0
1   0  1  7
2   0  3  8
3   1  5  0
4   1  0  7
5   1  8  0
6   2  2  5
7   2  8  2
8   2  1  2
9   3  5  3
10  3  1  6
11  3  3  2

---

我们不应该为该示例设置

'b'：[1,3,5,7]

？另外，您是否可以添加另一个示例，例如

a=np.random.randint（0,9，（4,3,2））

，看看维度长度不同时会出现什么情况？@Divakar感谢您的精彩评论！谢谢这很有效。尽管如此，我还是用x、y、z替换了m、n、r。这是我找到的将3d阵列传递到熊猫数据帧的最佳解决方案！！由于pandas v0.25.0中刚刚删除了Panel对象，这可能会成为标准答案。

Panel

已被弃用，请参见@Divakar下面的答案