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是否可以使用 python pandas 进行模糊匹配合并?

Evan Wilson 1月前

129 0

我有两个 DataFrame,我想根据列合并它们。但是,由于拼写不同、空格数不同、变音符号的缺失/存在,我希望能够合并...

我有两个 DataFrame,我想根据列合并它们。但是,由于拼写不同、空格数不同、变音符号存在/不存在,我希望只要它们彼此相似就可以合并。

任何相似性算法都可以(soundex、Levenshtein、difflib)。

假设一个 DataFrame 包含以下数据:

df1 = DataFrame([[1],[2],[3],[4],[5]], index=['one','two','three','four','five'], columns=['number'])

       number
one         1
two         2
three       3
four        4
five        5

df2 = DataFrame([['a'],['b'],['c'],['d'],['e']], index=['one','too','three','fours','five'], columns=['letter'])

      letter
one        a
too        b
three      c
fours      d
five       e

然后我想得到结果 DataFrame

       number letter
one         1      a
two         2      b
three       3      c
four        4      d
five        5      e
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  • 如果没有找到相近的匹配项,则可接受的解决方案会失败。​​一个简单的解决方法是,

  • 与@locojay 建议类似,您可以将 difflib get_close_matches 应用于 df2 索引,然后应用 join :

    In [23]: import difflib 
    
    In [24]: difflib.get_close_matches
    Out[24]: <function difflib.get_close_matches>
    
    In [25]: df2.index = df2.index.map(lambda x: difflib.get_close_matches(x, df1.index)[0])
    
    In [26]: df2
    Out[26]: 
          letter
    one        a
    two        b
    three      c
    four       d
    five       e
    
    In [31]: df1.join(df2)
    Out[31]: 
           number letter
    one         1      a
    two         2      b
    three       3      c
    four        4      d
    five        5      e
    

    .

    如果这些是列,则可以按照相同的方式应用于列然后 合并 :

    df1 = DataFrame([[1,'one'],[2,'two'],[3,'three'],[4,'four'],[5,'five']], columns=['number', 'name'])
    df2 = DataFrame([['a','one'],['b','too'],['c','three'],['d','fours'],['e','five']], columns=['letter', 'name'])
    
    df2['name'] = df2['name'].apply(lambda x: difflib.get_close_matches(x, df1['name'])[0])
    df1.merge(df2)
    
  • 有人知道是否有办法在一列的行之间执行此操作吗?我正在尝试查找可能有拼写错误的重复项

  • 您可以使用 n=1 将结果限制为 1。docs.python.org/3/library/…

  • 对于那些说它失败的人,我认为这更多的是如何将其实现到管道中的问题,而不是解决方案的错误,它简单而优雅。

  • 我使用了类似的解决方案,但使用 [:1] 来调整 get_close_matches 的结果列表的大小,并确保它不会引发 KeyError

  • 使用 fuzzywuzzy

    由于该包中没有示例 fuzzywuzzy ,因此我编写了一个函数,它将根据您作为用户设置的阈值返回所有匹配项:


    数据框示例

    df1 = pd.DataFrame({'Key':['Apple', 'Banana', 'Orange', 'Strawberry']})
    df2 = pd.DataFrame({'Key':['Aple', 'Mango', 'Orag', 'Straw', 'Bannanna', 'Berry']})
    
    # df1
              Key
    0       Apple
    1      Banana
    2      Orange
    3  Strawberry
    
    # df2
            Key
    0      Aple
    1     Mango
    2      Orag
    3     Straw
    4  Bannanna
    5     Berry
    

    模糊匹配函数

    def fuzzy_merge(df_1, df_2, key1, key2, threshold=90, limit=2):
        """
        :param df_1: the left table to join
        :param df_2: the right table to join
        :param key1: key column of the left table
        :param key2: key column of the right table
        :param threshold: how close the matches should be to return a match, based on Levenshtein distance
        :param limit: the amount of matches that will get returned, these are sorted high to low
        :return: dataframe with boths keys and matches
        """
        s = df_2[key2].tolist()
        
        m = df_1[key1].apply(lambda x: process.extract(x, s, limit=limit))    
        df_1['matches'] = m
        
        m2 = df_1['matches'].apply(lambda x: ', '.join([i[0] for i in x if i[1] >= threshold]))
        df_1['matches'] = m2
        
        return df_1
    

    在数据框上使用我们的函数: #1

    from fuzzywuzzy import fuzz
    from fuzzywuzzy import process
    
    fuzzy_merge(df1, df2, 'Key', 'Key', threshold=80)
    
              Key       matches
    0       Apple          Aple
    1      Banana      Bannanna
    2      Orange          Orag
    3  Strawberry  Straw, Berry
    

    在数据框上使用我们的函数: #2

    df1 = pd.DataFrame({'Col1':['Microsoft', 'Google', 'Amazon', 'IBM']})
    df2 = pd.DataFrame({'Col2':['Mcrsoft', 'gogle', 'Amason', 'BIM']})
    
    fuzzy_merge(df1, df2, 'Col1', 'Col2', 80)
    
            Col1  matches
    0  Microsoft  Mcrsoft
    1     Google    gogle
    2     Amazon   Amason
    3        IBM         
    

    安装:

    点数

    pip install fuzzywuzzy
    

    蟒蛇

    conda install -c conda-forge fuzzywuzzy
    
  • 有没有办法将 df2 的所有列都转移到匹配中?假设 c 是您想要保留的表 2 (df2) 的主键或外键

  • 嘿 Erfan,当你有 mo 时,你认为你可以更新它以与 pandas 1.0 一起使用吗?我想知道如果你将 apply 中的引擎更改为 Cython 或 Numba,它会获得什么样的性能提升

  • 对于我的问题来说,这个解决方案看起来也非常有希望。但是,你能解释一下,当我在两个数据集中没有共同的列时,这将如何工作吗?我如何在两个数据集中的一个数据集中创建一个匹配列来给我分数?我已经使用了你的 #2 解决方案。我不确定为什么它要花这么多时间运行。

  • 如果您也需要匹配的键,可以使用 s = df_2.to_dict()[key2]

  • 我编写了一个 Python 包来解决这个问题:

    pip install fuzzymatcher

    在这里 找到 repo 在这里 找到文档 .

    基本用法:

    给定两个 df_left 想要模糊连接的 df_right

    from fuzzymatcher import link_table, fuzzy_left_join
    
    # Columns to match on from df_left
    left_on = ["fname", "mname", "lname",  "dob"]
    
    # Columns to match on from df_right
    right_on = ["name", "middlename", "surname", "date"]
    
    # The link table potentially contains several matches for each record
    fuzzymatcher.link_table(df_left, df_right, left_on, right_on)
    

    或者如果你只想链接到最接近的匹配:

    fuzzymatcher.fuzzy_left_join(df_left, df_right, left_on, right_on)
    
  • 说实话,如果它没有那么多依赖项就太棒了,首先我必须安装 Visual Studio 构建工具,现在我收到错误:没有这样的模块:fts4

  • @RobinL 您能详细说明如何修复“没有这样的模块:fts4”问题吗?我一直试图解决这个问题,但没有成功。

  • 引用 16

    @AnakinSkywalker - 我想我使用了下面 reddy 的答案。但我花了很多功夫才解决这个问题

  • 我会使用 Jaro-Winkler,因为它是目前性能最高、最准确的近似字符串匹配算法之一 [ Cohen, et al. ], [ Winkler ]。

    水母 jellyfish

    def get_closest_match(x, list_strings):
    
      best_match = None
      highest_jw = 0
    
      for current_string in list_strings:
        current_score = jellyfish.jaro_winkler(x, current_string)
    
        if(current_score > highest_jw):
          highest_jw = current_score
          best_match = current_string
    
      return best_match
    
    df1 = pandas.DataFrame([[1],[2],[3],[4],[5]], index=['one','two','three','four','five'], columns=['number'])
    df2 = pandas.DataFrame([['a'],['b'],['c'],['d'],['e']], index=['one','too','three','fours','five'], columns=['letter'])
    
    df2.index = df2.index.map(lambda x: get_closest_match(x, df1.index))
    
    df1.join(df2)
    

    输出:

        number  letter
    one     1   a
    two     2   b
    three   3   c
    four    4   d
    five    5   e
    
  • 引用 18

    def get_closest_match(x, list_strings): 怎么样 return sorted(list_strings, key=lambda y: jellyfish.jaro_winkler(x, y), reverse=True)[0]

  • 对于一般方法: fuzzy_merge

    对于更一般的情况,我们想要合并两个包含略微不同字符串的数据框中的列,以下函数使用 difflib.get_close_matches merge 来模仿 pandas 的功能 merge ,但具有模糊匹配:

    import difflib 
    
    def fuzzy_merge(df1, df2, left_on, right_on, how='inner', cutoff=0.6):
        df_other= df2.copy()
        df_other[left_on] = [get_closest_match(x, df1[left_on], cutoff) 
                             for x in df_other[right_on]]
        return df1.merge(df_other, on=left_on, how=how)
    
    def get_closest_match(x, other, cutoff):
        matches = difflib.get_close_matches(x, other, cutoff=cutoff)
        return matches[0] if matches else None
    

    以下是两个示例数据框的一些用例:

    print(df1)
    
         key   number
    0    one       1
    1    two       2
    2  three       3
    3   four       4
    4   five       5
    
    print(df2)
    
                     key_close  letter
    0                    three      c
    1                      one      a
    2                      too      b
    3                    fours      d
    4  a very different string      e
    

    通过上面的例子,我们可以得到:

    fuzzy_merge(df1, df2, left_on='key', right_on='key_close')
    
         key  number key_close letter
    0    one       1       one      a
    1    two       2       too      b
    2  three       3     three      c
    3   four       4     fours      d
    

    我们可以使用以下方法进行左连接:

    fuzzy_merge(df1, df2, left_on='key', right_on='key_close', how='left')
    
         key  number key_close letter
    0    one       1       one      a
    1    two       2       too      b
    2  three       3     three      c
    3   four       4     fours      d
    4   five       5       NaN    NaN
    

    对于右连接,我们将左数据框中所有不匹配的键都设置为 None

    fuzzy_merge(df1, df2, left_on='key', right_on='key_close', how='right')
    
         key  number                key_close letter
    0    one     1.0                      one      a
    1    two     2.0                      too      b
    2  three     3.0                    three      c
    3   four     4.0                    fours      d
    4   None     NaN  a very different string      e
    

    还要注意, difflib.get_close_matches difflib.get_close_matches 将返回一个空列表 df2 为:

    print(df2)
    
                              letter
    one                          a
    too                          b
    three                        c
    fours                        d
    a very different string      e
    

    我们会收到一个 index out of range 错误:

    df2.index.map(lambda x: difflib.get_close_matches(x, df1.index)[0])
    

    IndexError:列表索引超出范围

    为了解决这个问题,上述函数 get_closest_match 将通过索引返回的列表( difflib.get_close_matches 只有当 它实际包含任何匹配时)返回最接近的匹配。

  • 我建议使用 apply 来使其更快: df_other[left_on] = df_other[right_on].apply(lambda x: get_closest_match(x, df1[left_on], cutoff))

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