Pandas DataFrame列均值计算与结果导出实战指南-Python教程-PHP中文网

Pandas DataFrame列均值计算与结果导出实战指南

碧海醫心

发布： 2025-10-04 14:18:38

原创

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Pandas DataFrame列均值计算与结果导出实战指南

本教程详细介绍了如何使用Pandas库高效计算DataFrame中各数值列的均值，并将其结果导出为CSV文件。文章将通过df.mean()方法简化计算过程，避免不必要的groupby操作，并解释科学计数法（如e+06）的含义，帮助初学者快速掌握数据分析中的常见操作。

在数据分析中，计算dataframe中各列的平均值是一项基础且常见的任务。许多初学者可能会尝试使用groupby()函数来实现这一目标，但对于仅需计算所有数值列的独立均值而言，pandas提供了更为直接和高效的方法。本文将详细阐述如何正确地计算dataframe的列均值，并将其结果导出为csv文件，同时解释数据输出中常见的科学计数法。

1. 理解DataFrame的列均值计算

当我们需要获取DataFrame中每个数值列的平均值时，最直接的方法是使用DataFrame对象的.mean()方法。这个方法默认会沿着列（axis=0）计算均值，因此它会为DataFrame中的每个数值列返回一个独立的平均值。

为什么不使用 groupby()？groupby()函数主要用于根据一个或多个键对数据进行分组，然后对每个组应用聚合函数（如均值、求和等）。如果你的目标仅仅是计算所有列的独立均值，而不是基于某个特定列的值进行分组后计算均值，那么使用groupby()是过度复杂的。df.mean()方法已经足够满足这种需求。

2. 计算DataFrame列均值

以下是一个使用df.mean()计算列均值的示例。我们将首先创建一个模拟的DataFrame，其结构类似于从CSV文件读取的数据。

import pandas as pd
import numpy as np

# 模拟创建DataFrame
SIZE = 100 # 假设有100行数据
data = {
    "Upper Manhattan": np.random.randint(low=2000000, high=6000000, size=SIZE),
    "Inwood": np.random.randint(low=3000000, high=3800000, size=SIZE),
    "Harlem": np.random.randint(low=2300000, high=5000000, size=SIZE),
    "Leonx Hill": np.random.randint(low=10000000, high=12000000, size=SIZE),
    "Astor Row": np.random.randint(low=4000000, high=6000000, size=SIZE),
    "Upper East Side": np.random.randint(low=20000000, high=25000000, size=SIZE)
}
df = pd.DataFrame(data)

print("原始DataFrame（部分展示）:")
print(df.head())
print("\n" + "="*30 + "\n")

# 计算所有数值列的均值
column_means = df.mean()

print("各列的均值:")
print(column_means)
print("\n" + "="*30 + "\n")

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运行上述代码，column_means将是一个Pandas Series，其中索引是列名，值是对应列的平均值，例如：

Upper Manhattan    3.992766e+06
Inwood             3.397648e+06
Harlem             3.646264e+06
Leonx Hill         1.112454e+07
Astor Row          5.005024e+06
Upper East Side    2.357776e+07
dtype: float64

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3. 将均值结果导出为CSV文件

获得列均值后，通常需要将其保存到文件中以便后续分析或报告。Pandas Series对象也提供了.to_csv()方法，可以方便地将数据导出为CSV格式。

# 将计算出的均值导出为CSV文件
output_filename = "column_means.csv"
column_means.to_csv(output_filename, header=False)

print(f"列均值已成功导出到文件: {output_filename}")

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注意事项：

header=False 参数：默认情况下，.to_csv()会包含列名作为CSV文件的第一行。由于column_means是一个Series，其索引（即列名）会作为CSV的第一列，而值作为第二列。如果不需要额外的“0”或“值”作为文件头，header=False可以避免写入默认的列头。如果需要，可以省略此参数或设置为header=True。

4. 理解科学计数法（e+06等）

在输出结果中，你可能会看到类似3.992766e+06或1.112454e+07这样的数值。这被称为科学计数法，是表示非常大或非常小的数字的一种紧凑方式。

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e+X 表示“乘以10的X次方”。
e-X 表示“乘以10的负X次方”（即除以10的X次方）。

示例解释：

3.992766e+06 意味着 3.992766 * 10^6，即 3.992766 * 1,000,000 = 3,992,766。
1.112454e+07 意味着 1.112454 * 10^7，即 1.112454 * 10,000,000 = 11,124,540。

Pandas和NumPy在处理大数值时会自动使用科学计数法，以提高可读性和避免显示过长的数字串。如果你希望以常规十进制格式查看数字，可以使用Pandas的显示选项进行设置，或者在导出到CSV后用文本编辑器或电子表格软件打开，它们通常会自动转换。

5. 完整示例代码

结合上述所有步骤，以下是一个完整的Python脚本，用于从CSV文件读取数据（或模拟数据），计算列均值，并将其导出到新的CSV文件：

import pandas as pd
import numpy as np

# --- 1. 数据准备（模拟数据，实际应用中替换为 pd.read_csv） ---
# 假设你的CSV文件名为 'ny_data.csv'
# data = pd.read_csv('ny_data.csv')
# df = pd.DataFrame(data, columns=["Upper Manhattan", "Inwood", "Harlem"]) # 如果只想选择特定列

# 为了教程的完整性，我们模拟一个DataFrame
SIZE = 100
simulated_data = {
    "Upper Manhattan": np.random.randint(low=2000000, high=6000000, size=SIZE),
    "Inwood": np.random.randint(low=3000000, high=3800000, size=SIZE),
    "Harlem": np.random.randint(low=2300000, high=5000000, size=SIZE),
    "Leonx Hill": np.random.randint(low=10000000, high=12000000, size=SIZE),
    "Astor Row": np.random.randint(low=4000000, high=6000000, size=SIZE),
    "Upper East Side": np.random.randint(low=20000000, high=25000000, size=SIZE)
}
df = pd.DataFrame(simulated_data)

print("--- 原始DataFrame（前5行）---")
print(df.head())
print("\n" + "="*40 + "\n")

# --- 2. 计算各列均值 ---
# 直接使用 df.mean() 计算所有数值列的均值
column_means = df.mean()

print("--- 各列的均值 ---")
print(column_means)
print("\n" + "="*40 + "\n")

# --- 3. 将均值结果导出为CSV文件 ---
output_csv_filename = "mean_values.csv"
column_means.to_csv(output_csv_filename, header=False) # header=False 避免写入默认的列头

print(f"列均值已成功导出到文件: {output_csv_filename}")
print("\n" + "="*40 + "\n")

# --- 4. 科学计数法解释 ---
print("--- 关于科学计数法（如 e+06）的说明 ---")
print("在输出中，'e+06'表示乘以10的6次方。例如：")
print(f"  {column_means.iloc[0]:.6e} = {column_means.iloc[0]:.0f}")
print(f"  {column_means.iloc[3]:.6e} = {column_means.iloc[3]:.0f}")
print("这意味着数字被表示为 'a * 10^b' 的形式，便于处理大数值。")

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