R, Python 분석과 프로그래밍의 친구 (by R Friend)

이번 포스팅에서는 Python 의 Pandas 에서 함수를 적용할 때 사용하는 map(), applymap(), apply() 메소드에 대해서 알아보겠습니다. 

(1) map(): Series 에 대해 element-wise 로 함수 적용

(2) applymap(): DataFrame에 대해 element-wise 로 함수 적용

(3) apply(): DataFrame에 대해 행/열 (row/column) 로 함수 적용

(1) map(): Series 에 대해 element-wise 로 함수 적용

예제로 사용할 DataFrame을 만들어보겠습니다. 

import numpy as np
import pandas as pd

## making a sample pandas DataFrame
np.random.seed(1004)

df = pd.DataFrame(
    np.random.randn(4, 3), 
    columns=['x1', 'x2', 'x3'], 
    index=['A', 'B', 'C', 'D'])

print(df)
#          x1        x2        x3
# A  0.594403  0.402609 -0.805162
# B  0.115126 -0.753065 -0.784118
# C  1.461576  1.576076 -0.171318
# D -0.914482  0.860139  0.358802

map() 메소드는 pandas Series 에 대해 함수를 적용할 때 사용합니다. 아래 예제는 익명 함수 lambda 로 정의한 s_formater 함수를 map() 메소드로 Series에 적용해 본 것입니다. 

## pandas Series
df['x1']
# A    0.594403
# B    0.115126
# C    1.461576
# D   -0.914482
# Name: x1, dtype: float64


## map: applying an element-wise function for Series
s_formater = lambda x: '%.2f'% x

df['x1'].map(s_formater)
# A     0.59
# B     0.12
# C     1.46
# D    -0.91
# Name: x1, dtype: object

아래 예제에서는 Series의 인덱스를 키로 해서 매핑(mapping by index)하여 Series의 값을 변환한 것입니다. 

-------------------------------------------------------

s_1 인덱스 --> s_1 값 = s_2 인덱스  -->  s_2 값

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'a'             -->             0                    -->     'A'

'b'             -->             1                     -->     'B'

'c'             -->             2                     -->     'C'

-------------------------------------------------------

## 예제 pandas Series 만들기
s_1 = pd.Series({'a': 0, 'b': 1, 'c': 2})
s_2 = pd.Series({0: 'A', 1: 'B', 2: 'C'})

print(s_1)
# a    0
# b    1
# c    2
# dtype: int64

print(s_2)
# 0    A
# 1    B
# 2    C
# dtype: object


##-- 인덱스 키를 기준으로 매핑하기 (mapping by index on Series)
print(s_1.map(s_2))
# a    A
# b    B
# c    C
# dtype: object

(2) applymap(): DataFrame에 대해 element-wise 로 함수 적용

다음 예제는 applymap() 메소드를 사용해서 익명함수 lambda 로 정의한 s_formater 함수를 DataFrame 의 각 원소에 대해 적용한 것입니다. (map() 은 Series 대상 vs. applymap()은 DataFrame 대상 element-wise 함수 적용)

## applymap: applying an element-wise for DataFrame
s_formater = lambda x: '%.2f'% x

df_2 = df.applymap(s_formater)

print(df_2)
#       x1     x2     x3
# A   0.59   0.40  -0.81
# B   0.12  -0.75  -0.78
# C   1.46   1.58  -0.17
# D  -0.91   0.86   0.36

(3) apply(): DataFrame에 대해 행/열 (row/column) 로 함수 적용

아래 예제는 column 기준 (axis=0),  row 기준 (axis=1) 으로 익명함수 lambda로 정의한 (열 또는 행 기준, 최대값 - 최소값) 을 계산하는 함수를 apply() 메소드로 DataFrame에 대해 적용해본 것입니다. 

## apply: applying a function on row/column basis of a DataFrame
f = lambda x: x.max() - x.min()

## on column basis
df.apply(f, axis=0)

# x1    2.376058
# x2    2.329141
# x3    1.163964
# dtype: float64



## on row basis
df.apply(f, axis=1)

# A    1.399565
# B    0.899243
# C    1.747393
# D    1.774621
# dtype: float64

아래 예는 apply() 메소드를 써서 DataFrame에 행(row) 기준으로 최대값을 계산하는 익명함수 lambda로 정의한 함수를 적용해서 'x_max'라는 새로운 칼럼을 추가한 것입니다. 

## 새로운 칼럼 추가하기
df['x_max'] = df.apply(lambda x: x.max(), axis=1)

print(df)
#          x1        x2        x3     x_max
# A  0.594403  0.402609 -0.805162  0.594403
# B  0.115126 -0.753065 -0.784118  0.115126
# C  1.461576  1.576076 -0.171318  1.576076
# D -0.914482  0.860139  0.358802  0.860139


## equivalent
df['x_max'] = df.max(axis=1)

* Pandas DataFrame에서 여러개의 칼럼에 대해 그룹을 집계를 할 때 다른 집계 함수를 적용하는 방법은 https://rfriend.tistory.com/393 를 참고하세요. 

* Python의 익명 함수 lambda 에 대해서는 https://rfriend.tistory.com/366 를 참고하세요. 

이번 포스팅이 많은 도움이 되었기를 바랍니다. 

행복한 데이터 과학자 되세요!  :-)