pandas数据分析给力教程【完整版】（一）

叁歲伎倆 2022-09-15 15:55 228阅读 0赞

# Pandas的数据结构 #

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导入pandas

from pandas import Series

### 1、Series ###

Series是一种类似于一维数组的对象，由下面两个部分组成：

*  values：一组数据（ndarray类型）
 *  index：相关的数据索引标签

#### 1）Series的创建 ####

两种创建方式：

(1) 由列表或numpy数组创建，默认索引为0到N-1的整数型索引

由列表创建

l = [1,2,3,4,5]
    s = Series(l, index=list('abcde'))
    s

a    1
    b    2
    c    3
    d    4
    e    5
    dtype: int64

s.index

Index(['a', 'b', 'c', 'd', 'e'], dtype='object')

s.values

array([1, 2, 3, 4, 5], dtype=int64)

还可以通过设置index参数指定索引

s.index = [1,2,3,4,5]
    s

1    1
    2    2
    3    3
    4    4
    5    5
    dtype: int64

s[1] = 10
    s

1    10
    2     2
    3     3
    4     4
    5     5
    dtype: int64

n = np.arange(0,10)
    s = Series(n.copy())
    s

0    0
    1    1
    2    2
    3    3
    4    4
    5    5
    6    6
    7    7
    8    8
    9    9
    dtype: int32

s[0] = 8
    s

0    8
    1    1
    2    2
    3    3
    4    4
    5    5
    6    6
    7    7
    8    8
    9    9
    dtype: int32

特别地，由ndarray创建的是引用，而不是副本。对Series元素的改变也会改变原来的ndarray对象中的元素。（列表没有这种情况）

(2) 由字典创建

# 字典的key对应Series的索引
    s = Series({ 'a':1, 'b':2, 'c':3, 'd': 4})
    s

a    1
    b    2
    c    3
    d    4
    dtype: int64

============================================

练习1：

使用多种方法创建以下Series，命名为s1：  
语文 150  
数学 150  
英语 150  
理综 300

============================================

# 字典
    s1 = Series({ '语文': 150, '数学': 150, '英语': 150, '理综': 300})
    s1

data = [150, 150, 150, 300]
    index = ['语文', '数学', '英语', '理综']
    s1 = Series(data=data,index=index)
    s1

语文    150
    数学    150
    英语    150
    理综    300
    dtype: int64

#### 2）Series的索引和切片 ####

可以使用中括号取单个索引（此时返回的是元素类型），或者中括号里一个列表取多个索引（此时返回的是一个Series类型）。索引分为显示索引和隐式索引：

(1) 显式索引：

*  使用index中的元素作为索引值
 *  使用.loc\[\]（推荐）

注意，此时是闭区间

# 不推荐
    s['a']

#推荐的写法
    s.loc['a']

s.loc['a': 'c']  # 注意: 区间 是全闭区间

a    1
    b    2
    c    3
    dtype: int64

s['a': 'c']

a    1
    b    2
    c    3
    dtype: int64

(2) 隐式索引：

*  使用整数作为索引值
 *  使用.iloc\[\]（推荐）

注意，此时是半开区间

a    1
    b    2
    c    3
    d    4
    dtype: int64

s[0]

s = Series(np.arange(10))
    s

0    0
    1    1
    2    2
    3    3
    4    4
    5    5
    6    6
    7    7
    8    8
    9    9
    dtype: int32

s.index = np.arange(1,11)
    s

1     0
    2     1
    3     2
    4     3
    5     4
    6     5
    7     6
    8     7
    9     8
    10    9
    dtype: int32

s[1]

# 隐式索引的推荐写法
    s.iloc[0]

s.iloc[0:3] # 隐式索引的切片是左闭右开的.

1    0
    2    1
    3    2
    dtype: int32

============================================

练习2：

使用多种方法对练习1创建的Series s1进行索引和切片：

索引：  
数学 150

切片：  
语文 150  
数学 150  
英语 150

============================================

s1.loc['数学']

s1.iloc[1]

s1.loc[['数学']] # 再套一层中括号,返回原来的数据类型

s1.loc[['数学', '理综']]

s1.iloc[[1, 3]]

s1.loc['语文': '英语']

s1.iloc[0: 3]

#### 3）Series的基本概念 ####

可以把Series看成一个定长的有序字典

可以通过shape，size，index，values等得到series的属性

1     0
    2     1
    3     2
    4     3
    5     4
    6     5
    7     6
    8     7
    9     8
    10    9
    dtype: int32

s.shape

s.size

s.index

s.values

可以通过head()，tail()快速查看Series对象的样式

s.head(3)

1    0
    2    1
    3    2
    dtype: int32

s.tail(4)

7     6
    8     7
    9     8
    10    9
    dtype: int32

当索引没有对应的值时，可能出现缺失数据显示NaN（not a number）的情况

1     0.0
    2     1.0
    3     2.0
    4     3.0
    5     4.0
    6     5.0
    7     6.0
    8     7.0
    9     8.0
    10    9.0
    0     NaN
    dtype: float64

s.loc[0] = np.nan

1     0.0
    2     1.0
    3     2.0
    4     3.0
    5     4.0
    6     5.0
    7     6.0
    8     7.0
    9     8.0
    10    9.0
    0     NaN
    Name: Name, dtype: float64

可以使用pd.isnull()，pd.notnull()，或自带isnull()，notnull()函数检测缺失数据

pd.isnull(s)

1     False
    2     False
    3     False
    4     False
    5     False
    6     False
    7     False
    8     False
    9     False
    10    False
    0      True
    dtype: bool

pd.notnull(s)

s.isnull()

s.notnull()

Series对象本身及其实例都有一个name属性

s.name = 'Series s'
    s

1     0.0
    2     1.0
    3     2.0
    4     3.0
    5     4.0
    6     5.0
    7     6.0
    8     7.0
    9     8.0
    10    9.0
    0     NaN
    Name: Series s, dtype: float64

Series.name = 'Name'
    s

1     0.0
    2     1.0
    3     2.0
    4     3.0
    5     4.0
    6     5.0
    7     6.0
    8     7.0
    9     8.0
    10    9.0
    0     NaN
    Name: Name, dtype: float64

#### 4）Series的运算 ####

(1) 适用于numpy的数组运算也适用于Series

s + 1

(2) Series之间的运算

*  在运算中自动对齐不同索引的数据
 *  如果索引不对应，则补NaN

1     0.0
    2     1.0
    3     2.0
    4     3.0
    5     4.0
    6     5.0
    7     6.0
    8     7.0
    9     8.0
    10    9.0
    0     NaN
    Name: Name, dtype: float64

s2 = Series(np.random.randint(0, 10, size=11), index=np.arange(3, 14))
    s2

3     0
    4     5
    5     3
    6     9
    7     1
    8     9
    9     1
    10    7
    11    9
    12    6
    13    1
    dtype: int32

s + s2
    # 相同的索引进行运算,不同的索引补NaN

0      NaN
    1      NaN
    2      NaN
    3      2.0
    4      8.0
    5      7.0
    6     14.0
    7      7.0
    8     16.0
    9      9.0
    10    16.0
    11     NaN
    12     NaN
    13     NaN
    dtype: float64

*  注意：要想保留所有的index，则需要使用.add()函数

# 使用pandas封装的运算函数，保留所有index对应value
    s.add(s2, fill_value=0)

0      NaN
    1      0.0
    2      1.0
    3      2.0
    4      8.0
    5      7.0
    6     14.0
    7      7.0
    8     16.0
    9      9.0
    10    16.0
    11     9.0
    12     6.0
    13     1.0
    dtype: float64

============================================

练习3：

1.  想一想Series运算和ndarray运算的规则有什么不同？
2.  新建另一个索引包含“文综”的Series s2，并与s1进行多种算术操作。思考如何保存所有数据。

============================================

ndarray有广播机制，Series没有广播机制，Series只是根据相同的索引进行运算

s2 = Series({ '语文': 108, '数学': 149, '英语': 138, '文综': 268})
    s2

语文    108
    数学    149
    英语    138
    文综    268
    dtype: int64

s2.sum()

663

s1  + s2

数学    299.0
    文综      NaN
    理综      NaN
    英语    288.0
    语文    258.0
    dtype: float64

s1.add(s2, fill_value=0) / 2

数学    149.5
    文综    134.0
    理综    150.0
    英语    144.0
    语文    129.0
    dtype: float64

### 2、DataFrame ###

DataFrame是一个【表格型】的数据结构，可以看做是【由Series组成的字典】（共用同一个索引），由按一定顺序排列的多列数据组成。设计初衷是将Series的使用场景从一维拓展到二维。DataFrame既有行索引，也有列索引。

*  行索引：index
 *  列索引：columns
 *  值：values（numpy的二维数组）

#### 1）DataFrame的创建 ####

最常用的方法是传递一个字典来创建，DataFrame以字典的键作为每一列的名称，以字典的值（一个数组）作为每一列的值

此外，DataFrame会自动加上每一行的索引（和Series一样）。

同Series一样，若传入的列与字典的键不匹配，则相应的值为NaN。

from  pandas import DataFrame

分块创建

data = np.random.randint(0,150, size=(4,4))
    index = ['张三', '李四', '王五', '赵六']
    columns = ['语文', '数学', '英语','python']
    df = DataFrame(data=data, index=index, columns=columns)
    df

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>104</td> 
   <td>26</td> 
   <td>38</td> 
   <td>52</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>11</td> 
   <td>104</td> 
   <td>88</td> 
   <td>41</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>38</td> 
   <td>119</td> 
   <td>36</td> 
   <td>139</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>67</td> 
   <td>93</td> 
   <td>21</td> 
   <td>130</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

使用字典创建

df = DataFrame({ '语文': np.random.randint(0,150, size=4), '数学': np.random.randint(0,150, size=4), '英语': np.random.randint(0,150, size=4), 'python': np.random.randint(0,150, size=4)},)
    df.index = ['张三', '李四', '王五', '赵六']
    df

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>30</td> 
   <td>110</td> 
   <td>143</td> 
   <td>89</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>116</td> 
   <td>85</td> 
   <td>53</td> 
   <td>138</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>28</td> 
   <td>32</td> 
   <td>29</td> 
   <td>141</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>91</td> 
   <td>23</td> 
   <td>50</td> 
   <td>50</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

DataFrame属性：values、columns、index、shape

df.values

df.columns

df.index

df.shape

============================================

练习4：

根据以下考试成绩表，创建一个DataFrame，命名为ddd：

张三  李四
    语文 150  0
    数学 150  0
    英语 150  0
    理综 300  0

============================================

# 字典
    ddd = DataFrame({ '张三': [150]*  3 + [300], '李四': [0]* 4})
    ddd.index = ['语文', '数学', '英语', '理综']
    ddd

data = [[150,0]] * 3 + [[300, 0]]
    index = ['语文', '数学', '英语', '理综']
    columns = ['张三', '李四']
    ddd = DataFrame(data=data, index=index, columns=columns)
    ddd

#### 2）DataFrame的索引 ####

(1) 对列进行索引

*  通过类似字典的方式
 *  通过属性的方式

可以将DataFrame的列获取为一个Series，返回的Series拥有原DataFrame相同的索引，且name属性也已经设置好了，就是相应的列名。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>118</td> 
   <td>12</td> 
   <td>53</td> 
   <td>12</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>48</td> 
   <td>34</td> 
   <td>81</td> 
   <td>54</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>32</td> 
   <td>58</td> 
   <td>80</td> 
   <td>133</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>107</td> 
   <td>25</td> 
   <td>25</td> 
   <td>42</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df['语文']

张三    118
    李四     48
    王五     32
    赵六    107
    Name: 语文, dtype: int32

df.语文

张三    118
    李四     48
    王五     32
    赵六    107
    Name: 语文, dtype: int32

# 新增一列
    df['计算机'] = np.random.randint(0,150, size=4)
    df

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
   <th>计算机</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>118</td> 
   <td>12</td> 
   <td>53</td> 
   <td>12</td> 
   <td>110</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>48</td> 
   <td>34</td> 
   <td>81</td> 
   <td>54</td> 
   <td>131</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>32</td> 
   <td>58</td> 
   <td>80</td> 
   <td>133</td> 
   <td>132</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>107</td> 
   <td>25</td> 
   <td>25</td> 
   <td>42</td> 
   <td>129</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 新增一列的时候不能使用属性的写法
    df.理综 = np.random.randint(0,150, size=4)

C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp/ipykernel_7776/1072798280.py:2: UserWarning: Pandas doesn't allow columns to be created via a new attribute name - see https://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/indexing.html#attribute-access
      df.理综 = np.random.randint(0,150, size=4)

(2) 对行进行索引

*  使用.loc\[\]加index来进行行索引
 *  使用.iloc\[\]加整数来进行行索引

同样返回一个Series，index为原来的columns。

# 显式写法
    df.loc['张三']

语文        118
    数学         12
    英语         53
    python     12
    计算机       110
    Name: 张三, dtype: int32

df.iloc[1]

(3) 对元素索引的方法

*  使用列索引
 *  使用行索引(iloc\[3,1\]
 *  使用values属性（二维numpy数组）

# 先列后行
    # 链式索引的赋值,不要这么写
    df['英语']['李四'] = 88

# 先行后列
    df.loc['李四'].loc['英语']

# 推荐写法
    df.loc['李四', '英语']

df.iloc[1, 2]

链式索引不推荐.

df.loc[['李四']]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
   <th>计算机</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>48</td> 
   <td>34</td> 
   <td>81</td> 
   <td>54</td> 
   <td>131</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 3）DataFrame切片 ####

（1）列切片

df['数学': 'python'] # 这样写不是对列切片

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody></tbody> 
</table>

df.loc[:, '数学': 'python']

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>12</td> 
   <td>53</td> 
   <td>12</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>34</td> 
   <td>81</td> 
   <td>54</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>58</td> 
   <td>80</td> 
   <td>133</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>25</td> 
   <td>25</td> 
   <td>42</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.iloc[:, 1:3]

df[['数学', '英语', 'python']]

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>110</td> 
   <td>143</td> 
   <td>89</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>85</td> 
   <td>53</td> 
   <td>138</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>32</td> 
   <td>29</td> 
   <td>141</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>23</td> 
   <td>50</td> 
   <td>50</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.iloc[:, 0:3]

（2）行切片

df['李四': '王五'] # 全闭的区间

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>116</td> 
   <td>85</td> 
   <td>53</td> 
   <td>138</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>28</td> 
   <td>32</td> 
   <td>29</td> 
   <td>141</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### DataFrame 索引总结 ###

1,行索引用.loc, 列索索引用中括号

2,对元素的索引，先索引行，再索引列. df.loc\[index, columns\]

3,如果还想返回DataFrame，那么使用两层中括号

注意：

*  直接使用中括号的时候
    
     *  索引表示的是列索引
     *  切片表示的是行切片
 *  不要使用链式索引

============================================

练习5：

使用多种方法对ddd进行索引和切片，并比较其中的区别

============================================

ddd

---------------------------------------------------------------------------
    
    NameError                                 Traceback (most recent call last)
    
    C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp/ipykernel_7776/2469631560.py in <module>
    ----> 1 ddd
    
    
    NameError: name 'ddd' is not defined

1,索引张三的英语成绩(要求返回的还是一个DataFrame)

2,切片，切语文到数学的成绩

3,对李四的英语成绩进行赋值，赋值为108

ddd.loc[['语文'], ['张三']]

ddd['语文': '数学']

ddd.loc['语文': '数学']

ddd.iloc[0:2]

ddd.loc['英语', '李四'] = 108

#### 4）DataFrame的运算 ####

（1）DataFrame之间的运算

同Series一样：

*  在运算中自动对齐不同索引的数据
 *  如果索引不对应，则补NaN

DataFrame和单个数字进行计算

df + 1

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>31</td> 
   <td>111</td> 
   <td>144</td> 
   <td>90</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>117</td> 
   <td>86</td> 
   <td>54</td> 
   <td>139</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>29</td> 
   <td>33</td> 
   <td>30</td> 
   <td>142</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>92</td> 
   <td>24</td> 
   <td>51</td> 
   <td>51</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

DataFrame和DataFrame进行计算

# DataFrame和DataFrame之间的运算：行列索引全部一致才运算，不一致补NaN
    data = np.random.randint(0,150, size=(4,4))
    index = ['张三', '李四', '王五', '赵六']
    columns = ['语文', '数学', '英语','python']
    df2 = DataFrame(data=data, index=index, columns=columns)
    df2

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>142</td> 
   <td>3</td> 
   <td>84</td> 
   <td>72</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>77</td> 
   <td>38</td> 
   <td>46</td> 
   <td>43</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>3</td> 
   <td>37</td> 
   <td>84</td> 
   <td>127</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>142</td> 
   <td>48</td> 
   <td>24</td> 
   <td>80</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df2.loc['田七'] = np.random.randint(0,150, size=4)
    df2

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>75</td> 
   <td>91</td> 
   <td>81</td> 
   <td>88</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>133</td> 
   <td>1</td> 
   <td>128</td> 
   <td>81</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>13</td> 
   <td>86</td> 
   <td>92</td> 
   <td>50</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>51</td> 
   <td>64</td> 
   <td>23</td> 
   <td>113</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>田七</th> 
   <td>146</td> 
   <td>58</td> 
   <td>20</td> 
   <td>42</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df + df2

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>105.0</td> 
   <td>201.0</td> 
   <td>224.0</td> 
   <td>177.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>249.0</td> 
   <td>86.0</td> 
   <td>181.0</td> 
   <td>219.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>41.0</td> 
   <td>118.0</td> 
   <td>121.0</td> 
   <td>191.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>田七</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>142.0</td> 
   <td>87.0</td> 
   <td>73.0</td> 
   <td>163.0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.add(df2, fill_value=0)

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>105.0</td> 
   <td>201.0</td> 
   <td>224.0</td> 
   <td>177.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>249.0</td> 
   <td>86.0</td> 
   <td>181.0</td> 
   <td>219.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>41.0</td> 
   <td>118.0</td> 
   <td>121.0</td> 
   <td>191.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>田七</th> 
   <td>146.0</td> 
   <td>58.0</td> 
   <td>20.0</td> 
   <td>42.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>142.0</td> 
   <td>87.0</td> 
   <td>73.0</td> 
   <td>163.0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

下面是Python 操作符与pandas操作函数的对应表：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>Python Operator</th> 
   <th>Pandas Method(s)</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>+</td> 
   <td>add()</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-</td> 
   <td>sub(), subtract()</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>*</td> 
   <td>mul(), multiply()</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>/</td> 
   <td>truediv(), div(), divide()</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>//</td> 
   <td>floordiv()</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>%</td> 
   <td>mod()</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>**</td> 
   <td>pow()</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

（2） Series与DataFrame之间的运算

【重要】

*  使用Python操作符：以行为单位操作（参数必须是行），对所有行都有效。
 *  使用pandas操作函数：
    
     *  axis=0：以列为单位操作（参数必须是列），对所有列都有效。
     *  axis=1：以行为单位操作（参数必须是行），对所有行都有效。

s = Series(data=np.random.randint(0,150,size=5), index=['语文', '数学', '英语', 'python', '计算机'])
    s

语文        140
    数学        114
    英语         90
    python     82
    计算机         9
    dtype: int32

df + s # 直接进行运算，观察DataFrame的列索引和Series的索引是否一致，一致就进行相应的运算

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>python</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>计算机</th> 
   <th>语文</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>171</td> 
   <td>224</td> 
   <td>233</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>170</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>220</td> 
   <td>199</td> 
   <td>143</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>256</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>223</td> 
   <td>146</td> 
   <td>119</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>168</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>132</td> 
   <td>137</td> 
   <td>140</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>231</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

s = Series(data=np.random.randint(0,150,size=4), index=['张三', '李四', '王五', '赵六'])
    s

张三    122
    李四    109
    王五     84
    赵六     45
    dtype: int32

df + s   # 使用运算符的默认操作是DataFrame的列索引和Series的列索引进行比较

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>python</th> 
   <th>张三</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>李四</th> 
   <th>王五</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>语文</th> 
   <th>赵六</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>NaN</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.add(s, axis=0) # 使用axis改变运算的方向

归纳总结

1,DataFrame和单个数字运算，每个元素分别运算

2,DataFrame和DataFrame运算，相同的行列索引进行运算,不同索引补NaN

3,DataFrame和Series运算，使用运算符的时候，默认比较DataFrame的列索引和Series的索引

4,如果想保留原始数据，或者改变运算的方向，使用pandas封装的方法

============================================

练习6：

1.  假设ddd是期中考试成绩，ddd2是期末考试成绩，请自由创建ddd2，并将其与ddd相加，求期中期末平均值。
2.  假设张三期中考试数学被发现作弊，要记为0分，如何实现？
3.  李四因为举报张三作弊立功，期中考试所有科目加100分，如何实现？
4.  后来老师发现有一道题出错了，为了安抚学生情绪，给每位学生每个科目都加10分，如何实现？

============================================

df2 = df.copy()

# values不能直接赋值.
    df2.values = np.random.randint(0, 150, size=(4,5))

df2.values

df2 = DataFrame(data=np.random.randint(0, 150, size=(4,5)), index=df.index, columns=df.columns)
    df2

(df + df2) / 2

---------------------------------------------------------------------------
    
    NameError                                 Traceback (most recent call last)
    
    C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp/ipykernel_7776/3808069166.py in <module>
    ----> 1 (df + df2) / 2
    
    
    NameError: name 'df' is not defined

df.loc['张三', '数学'] = 0

df.loc['李四'] += 100

df + 10

## 处理丢失数据 ##

import numpy as np
    import pandas  as  pd

有两种丢失数据：

*  None
 *  np.nan(NaN)

None

## 1. None ##

None是Python自带的，其类型为python object。因此，None不能参与到任何计算中。

type(None)

NoneType

n = np.array([1,1,2,3, None])
    n

array([1, 1, 2, 3, None], dtype=object)

n.sum()

---------------------------------------------------------------------------
    
    TypeError                                 Traceback (most recent call last)
    
    <ipython-input-4-20b8964b5fcc> in <module>
    ----> 1 n.sum()
    
    
    d:\1903\.venv\lib\site-packages\numpy\core\_methods.py in _sum(a, axis, dtype, out, keepdims, initial, where)
         36 def _sum(a, axis=None, dtype=None, out=None, keepdims=False,
         37          initial=_NoValue, where=True):
    ---> 38     return umr_sum(a, axis, dtype, out, keepdims, initial, where)
         39 
         40 def _prod(a, axis=None, dtype=None, out=None, keepdims=False,
    
    
    TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'NoneType'

object类型的运算要比int类型的运算慢得多  
计算不同数据类型求和时间  
%timeit np.arange(1e5,dtype=xxx).sum()

%timeit  np.arange(1e5, dtype=np.int32).sum()

253 µs ± 30.7 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)

%timeit  np.arange(1e5, dtype=np.float64).sum()

270 µs ± 24.8 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000 loops each)

%timeit  np.arange(1e5, dtype=np.object).sum()

10.4 ms ± 1.14 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)

## 2. np.nan（NaN） ##

np.nan是浮点类型，能参与到计算中。但计算的结果总是NaN。

type(np.nan)

float

n = np.array([1,1,2,3, np.nan])
    n.sum()

nan

但可以使用np.nan\*()函数来计算nan，此时视nan为0。

np.nansum(n)

7.0

### 3. pandas中的None与NaN ###

#### 1) pandas中None与np.nan都视作np.nan ####

from pandas import Series, DataFrame

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>105</td> 
   <td>149</td> 
   <td>70</td> 
   <td>32</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>118</td> 
   <td>44</td> 
   <td>117</td> 
   <td>24</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>90</td> 
   <td>111</td> 
   <td>120</td> 
   <td>8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>82</td> 
   <td>53</td> 
   <td>5</td> 
   <td>22</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.loc['张三', '语文'] = None

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>149</td> 
   <td>70</td> 
   <td>32</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>118.0</td> 
   <td>44</td> 
   <td>117</td> 
   <td>24</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>90.0</td> 
   <td>111</td> 
   <td>120</td> 
   <td>8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>82.0</td> 
   <td>53</td> 
   <td>5</td> 
   <td>22</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

使用DataFrame行索引与列索引修改DataFrame数据

df.loc['李四', '语文'] = np.nan

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>149</td> 
   <td>70</td> 
   <td>32</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>44</td> 
   <td>117</td> 
   <td>24</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>90.0</td> 
   <td>111</td> 
   <td>120</td> 
   <td>8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>82.0</td> 
   <td>53</td> 
   <td>5</td> 
   <td>22</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.loc['张三', 'python'] = np.nan

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>131</td> 
   <td>94</td> 
   <td>NaN</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>5</td> 
   <td>108</td> 
   <td>124.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>54.0</td> 
   <td>74</td> 
   <td>36</td> 
   <td>144.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>33.0</td> 
   <td>117</td> 
   <td>34</td> 
   <td>37.0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 2) pandas中None与np.nan的操作 ####

*  isnull()：判断是否有NaN
 *  notnull()：判断是否没有NaN
 *  dropna()：过滤丢失数据
 *  fillna()：填充丢失数据

(1)判断函数

*  isnull()
 *  notnull()

pd.isnull(df)

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>True</td> 
   <td>False</td> 
   <td>False</td> 
   <td>True</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>True</td> 
   <td>False</td> 
   <td>False</td> 
   <td>False</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>False</td> 
   <td>False</td> 
   <td>False</td> 
   <td>False</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>False</td> 
   <td>False</td> 
   <td>False</td> 
   <td>False</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

pd.notnull(df)

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>False</td> 
   <td>True</td> 
   <td>True</td> 
   <td>False</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>False</td> 
   <td>True</td> 
   <td>True</td> 
   <td>True</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>True</td> 
   <td>True</td> 
   <td>True</td> 
   <td>True</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>True</td> 
   <td>True</td> 
   <td>True</td> 
   <td>True</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.isnull()

# 和any结合使用，判断行或列是否存在NaN数据
    # 默认axis=0，判断每一列是否有NaN数据
    df.isnull().any(axis=0)

语文         True
    数学        False
    英语        False
    python     True
    dtype: bool

# 检测每一行是否有NaN
    df.isnull().any(axis=1)

张三     True
    李四     True
    王五    False
    赵六    False
    dtype: bool

(2) 过滤函数

*  dropna()

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>149</td> 
   <td>70</td> 
   <td>32</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>44</td> 
   <td>117</td> 
   <td>24</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>90.0</td> 
   <td>111</td> 
   <td>120</td> 
   <td>8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>82.0</td> 
   <td>53</td> 
   <td>5</td> 
   <td>22</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# axis=1，删除列
    # how='all'表示全部都是NaN才删除
    df.dropna(axis=0, how='all')

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>149</td> 
   <td>70</td> 
   <td>32</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>44</td> 
   <td>117</td> 
   <td>24</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>90.0</td> 
   <td>111</td> 
   <td>120</td> 
   <td>8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>82.0</td> 
   <td>53</td> 
   <td>5</td> 
   <td>22</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.dropna(axis=0, how='any', inplace=True)

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>64.0</td> 
   <td>47</td> 
   <td>97</td> 
   <td>148.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>125.0</td> 
   <td>75</td> 
   <td>113</td> 
   <td>97.0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.dropna(axis=0, how='any',subset=['语文', '数学', '英语'])

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>54.0</td> 
   <td>74</td> 
   <td>36</td> 
   <td>144.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>33.0</td> 
   <td>117</td> 
   <td>34</td> 
   <td>37.0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

可以选择过滤的是行还是列（默认为行）

也可以选择过滤的方式 how = ‘all’

(3) 填充函数 Series/DataFrame

*  fillna()

# 用指定的值去填充
    df.fillna(value=100)

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>100.0</td> 
   <td>131</td> 
   <td>94</td> 
   <td>100.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>100.0</td> 
   <td>5</td> 
   <td>108</td> 
   <td>124.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>54.0</td> 
   <td>74</td> 
   <td>36</td> 
   <td>144.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>33.0</td> 
   <td>117</td> 
   <td>34</td> 
   <td>37.0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 使用已有的数据来填充
    # 'backfill', 'bfill', 'pad', 'ffill'
    df.fillna(axis=0, method='bfill', limit=1)

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>NaN</td> 
   <td>131</td> 
   <td>94</td> 
   <td>124.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>54.0</td> 
   <td>5</td> 
   <td>108</td> 
   <td>124.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>54.0</td> 
   <td>74</td> 
   <td>36</td> 
   <td>144.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>33.0</td> 
   <td>117</td> 
   <td>34</td> 
   <td>37.0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.fillna(axis=1, method='bfill', inplace=True)

---------------------------------------------------------------------------
    
    NotImplementedError                       Traceback (most recent call last)
    
    C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp/ipykernel_7776/2566829753.py in <module>
    ----> 1 df.fillna(axis=1, method='bfill', inplace=True)
    
    
    c:\users\administrator\appdata\local\programs\python\python39\lib\site-packages\pandas\util\_decorators.py in wrapper(*args, **kwargs)
        309                     stacklevel=stacklevel,
        310                 )
    --> 311             return func(*args, **kwargs)
        312 
        313         return wrapper
    
    
    c:\users\administrator\appdata\local\programs\python\python39\lib\site-packages\pandas\core\frame.py in fillna(self, value, method, axis, inplace, limit, downcast)
       5174         downcast=None,
       5175     ) -> DataFrame | None:
    -> 5176         return super().fillna(
       5177             value=value,
       5178             method=method,
    
    
    c:\users\administrator\appdata\local\programs\python\python39\lib\site-packages\pandas\core\generic.py in fillna(self, value, method, axis, inplace, limit, downcast)
       6324             if not self._mgr.is_single_block and axis == 1:
       6325                 if inplace:
    -> 6326                     raise NotImplementedError()
       6327                 result = self.T.fillna(method=method, limit=limit).T
       6328 
    
    
    NotImplementedError:

可以选择前向填充还是后向填充

对于DataFrame来说，还要选择填充的轴axis。记住，对于DataFrame来说：

*  axis=0：index/行
 *  axis=1：columns/列

============================================

练习7：

1.  简述None与NaN的区别
2.  假设张三李四参加模拟考试，但张三因为突然想明白人生放弃了英语考试，因此记为None，请据此创建一个DataFrame,命名为ddd3
3.  老师决定根据用数学的分数填充张三的英语成绩，如何实现？  
    用李四的英语成绩填充张三的英语成绩？

============================================

1, None 是python的object,不能参与计算,np.nan是float类型,可以参与计算,但是结果总是nan, 可以使用 np.nan*来计算正确的 值.
    在pandas中,None和np.nan都被当成np.nan来处理.

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>149</td> 
   <td>139</td> 
   <td>46</td> 
   <td>74</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>33</td> 
   <td>32</td> 
   <td>119</td> 
   <td>116</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>33</td> 
   <td>113</td> 
   <td>148</td> 
   <td>55</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>131</td> 
   <td>11</td> 
   <td>82</td> 
   <td>127</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.loc['张三', '英语'] = np.nan

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>149</td> 
   <td>139</td> 
   <td>NaN</td> 
   <td>74</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>33</td> 
   <td>32</td> 
   <td>119.0</td> 
   <td>116</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>33</td> 
   <td>113</td> 
   <td>148.0</td> 
   <td>55</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>131</td> 
   <td>11</td> 
   <td>82.0</td> 
   <td>127</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.fillna(axis=1, method='pad')

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>149.0</td> 
   <td>139.0</td> 
   <td>139.0</td> 
   <td>74.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>33.0</td> 
   <td>32.0</td> 
   <td>119.0</td> 
   <td>116.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>33.0</td> 
   <td>113.0</td> 
   <td>148.0</td> 
   <td>55.0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>131.0</td> 
   <td>11.0</td> 
   <td>82.0</td> 
   <td>127.0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

df.fillna(axis=0, method='bfill', inplace=True)

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th></th> 
   <th>语文</th> 
   <th>数学</th> 
   <th>英语</th> 
   <th>python</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>张三</th> 
   <td>149</td> 
   <td>139</td> 
   <td>119.0</td> 
   <td>74</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>李四</th> 
   <td>33</td> 
   <td>32</td> 
   <td>119.0</td> 
   <td>116</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>王五</th> 
   <td>33</td> 
   <td>113</td> 
   <td>148.0</td> 
   <td>55</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <th>赵六</th> 
   <td>131</td> 
   <td>11</td> 
   <td>82.0</td> 
   <td>127</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[numpy]: https://blog.csdn.net/zly717216/article/details/120751820
[pandas]: https://blog.csdn.net/zly717216/article/details/120750597