Python學習筆記：shift函數實現數據偏移

一、背景

當需要統計不同周期的變化情況時，需要使用數據偏移，在 Python 中使用 shift 函數實現。

# 一階差分
diff_num = num - num.shift(1)

二、實現

1.創建測試表

import pandas as pd

dic = {'id':[1,2,2,3,3,3],
       'num':[4,2,7,10,5,5]       
       }

data = pd.DataFrame(dic)
print(data)
```
   id  num
0   1    4
1   2    2
2   2    7
3   3   10
4   3    5
5   3    5
```

2.分析

• 新增一列存儲每個id上一周期數量
• 將兩列做差即可

3.shift函數

通過 shift 函數實現數據的上下偏移，使用語法：

df.shift(periods=1, freq=None, axis=0)

• periods 偏移的幅度（正值表示下、右編譯，負值表示上、左偏移）
• freq 適用於時間索引的偏移 值不發生變化
• axis 軸向指定（axis=0表示縱向偏移，axis=1表示橫向偏移，默認縱向）

4.實例

# 所有字段向下偏移一行
data.shift(1)
```
    id   num
0  NaN   NaN
1  1.0   4.0
2  2.0   2.0
3  2.0   7.0
4  3.0  10.0
5  3.0   5.0
```

# 所有字段向上偏移一行
data.shift(-1)
```
    id   num
0  2.0   2.0
1  2.0   7.0
2  3.0  10.0
3  3.0   5.0
4  3.0   5.0
5  NaN   NaN
```

# 所有字段向右偏移一列
data.shift(1, axis=1)
```
   id  num
0 NaN  1.0
1 NaN  2.0
2 NaN  2.0
3 NaN  3.0
4 NaN  3.0
5 NaN  3.0
```

# 所有字段向左偏移一列
data.shift(-1, axis=1)
```
     id  num
0   4.0  NaN
1   2.0  NaN
2   7.0  NaN
3  10.0  NaN
4   5.0  NaN
5   5.0  NaN
```

# 全部偏移
data["last_num"] = data["num"]
data["last_num"] = data["last_num"].shift(1).fillna(0)
```
   id  num  last_num
0   1    4       0.0
1   2    2       4.0
2   2    7       2.0
3   3   10       7.0
4   3    5      10.0
5   3    5       5.0
```

# 按id分組偏移
data["last_num"] = data.groupby("id")["num"].shift(1).fillna(0)
data["diff_num"] = data["num"] - data["last_num"]
```
   id  num  last_num  diff_num
0   1    4       0.0       4.0
1   2    2       0.0       2.0
2   2    7       2.0       5.0
3   3   10       0.0      10.0
4   3    5      10.0      -5.0
5   3    5       5.0       0.0
```

參考鏈接：利用Python實現數據偏移