编译:刘早起(有删改)
来源:towardsdatascience、GitHub等
在使用python进行数据分析时,Jupyter Notebook是一个非常强力的工具,在数据集不是很大的情况下,我们可以使用pandas轻松对txt或csv等纯文本格式数据进行读写。
然而当数据集的维度或者体积很大时,将数据保存并加载回内存的过程就会变慢,并且每次启动Jupyter Notebook时都需要等待一段时间直到数据重新加载, 这样csv格式或任何其他纯文本格式数据都失去了吸引力。
本文将对pandas支持的多种格式数据在处理数据的不同方面进行比较,包含I/O速度、内存消耗、磁盘占用空间等指标,试图找出如何为我们的数据找到一个合适的格式的办法!
——格式说明
现在对本文进行对比的几种数据格式进行说明。
——指标说明
为了找到格式来存储数据,本文选择以下指标进行对比。
注意,当我们使用有效压缩的二进制数据格式(例如Parquet)时,最后两个指标变得非常重要。它们可以帮助我们估算加载串行化数据所需的RAM数量,以及数据大小本身。我们将在下一部分中更详细地讨论这个问题。
——对比
现在开始对前文介绍的5种数据格式进行比较,为了更好地控制序列化的数据结构和属性我们将使用自己生成的数据集。
下面是生成测试数据的代码,我们随机生成具有数字和分类特征的数据集。数值特征取自标准正态分布。分类特征以基数为C的uuid4随机字符串生成,其中2 <= C <= max_cat_size。
def generate_dataset(n_rows, num_count, cat_count, max_nan=0.1, max_cat_size=100): dataset, types = {}, {} def generate_categories(): from uuid import uuid4 category_size = np.random.randint(2, max_cat_size) return [str(uuid4()) for _ in range(category_size)] for col in range(num_count): name = f'n{col}' values = np.random.normal(0, 1, n_rows) nan_cnt = np.random.randint(1, int(max_nan*n_rows)) index = np.random.choice(n_rows, nan_cnt, replace=False) values[index] = np.nan dataset[name] = values types[name] = 'float32' for col in range(cat_count): name = f'c{col}' cats = generate_categories() values = np.array(np.random.choice(cats, n_rows, replace=True), dtype=object) nan_cnt = np.random.randint(1, int(max_nan*n_rows)) index = np.random.choice(n_rows, nan_cnt, replace=False) values[index] = np.nan dataset[name] = values types[name] = 'object' return pd.DataFrame(dataset), types
现在我们以CSV文件保存和加载的性能作为基准。将五个随机生成的具有百万个观测值的数据集转储到CSV中,然后读回内存以获取平均指标。并且针对具有相同行数的20个随机生成的数据集测试了每种二进制格式。
同时使用两种方法进行对比:
1.以字符串作为分类特征
下图显示了每种数据格式的平均I/O时间。这里有趣的发现是hdf的加载速度比csv更低,而其他二进制格式的性能明显更好,而feather和parquet则表现的非常好
保存数据并从磁盘读取数据时的内存消耗如何?下一张图片向我们展示了hdf的性能再次不那么好。但可以肯定的是,csv不需要太多额外的内存来保存/加载纯文本字符串,而feather和parquet则非常接近
最后,让我们看一下文件大小的对比。这次parquet显示出非常好的结果,考虑到这种格式是为有效存储大量数据而开发的,也是理所当然
2.对特征进行转换
在上一节中,我们没有尝试有效地存储分类特征,而是使用纯字符串,接下来我们使用专用的pandas.Categorical类型再次进行比较。
从上图可以看到,与纯文本csv相比,所有二进制格式都可以显示其真强大功能,效率远超过csv,因此我们将其删除以更清楚地看到各种二进制格式之间的差异。
可以看到feather和pickle拥有最快的I/O速度,接下来该比较数据加载过程中的内存消耗了。下面的条形图显示了我们之前提到的有关parquet格式的情况
为什么parquet内存消耗这么高?因为只要在磁盘上占用一点空间,就需要额外的资源才能将数据解压缩回数据帧。即使文件在持久性存储磁盘上需要适度的容量,也可能无法将其加载到内存中。
最后我们看下不同格式的文件大小比较。所有格式都显示出良好的效果,除了hdf仍然需要比其他格式更多的空间。
结论
正如我们的上面的测试结果所示,feather格式似乎是在多个Jupyter之间存储数据的理想选择。它显示出很高的I/O速度,不占用磁盘上过多的内存,并且在装回RAM时不需要任何拆包。
当然这种比较并不意味着我们应该在每种情况下都使用这种格式。例如,不希望将feather格式用作长期文件存储。此外,当其他格式发挥最佳效果时,它并未考虑所有可能的情况。所以我们也需要根据具体情况进行选择!
——热门课程推荐:
想从事业务型数据分析师,您可以点击>>>“数据分析师”了解课程详情;
想从事大数据分析师,您可以点击>>>“大数据就业”了解课程详情;
想成为人工智能工程师,您可以点击>>>“人工智能就业”了解课程详情;
想了解Python数据分析,您可以点击>>>“Python数据分析师”了解课程详情;
想咨询互联网运营,你可以点击>>>“互联网运营就业班”了解课程详情;
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在当今这个数据驱动的时代,几乎每一个业务决策都离不开对数据的深入分析。而其中,指标波动归因分析更是至关重要的一环。无论是 ...
2025-02-18当数据开始说谎:那些年我们交过的学费 你有没有经历过这样的场景?熬了三个通宵做的数据分析报告,在会议上被老板一句"这数据靠 ...
2025-02-17数据分析作为一门跨学科领域,融合了统计学、编程、业务理解和可视化技术。无论是初学者还是有一定经验的从业者,系统化的学习路 ...
2025-02-17挖掘用户价值本质是让企业从‘赚今天的钱’升级为‘赚未来的钱’,同时让用户从‘被推销’变为‘被满足’。询问deepseek关于挖 ...
2025-02-17近来deepseek爆火,看看deepseek能否帮我们快速实现数据看板实时更新。 可以看出这对不知道怎么动手的小白来说是相当友好的, ...
2025-02-14一秒精通 Deepseek,不用找教程,不用买资料,更不用报一堆垃圾课程,所有这么去做的,都是舍近求远,因为你忽略了 deepseek 的 ...
2025-02-12自学 Python 的关键在于高效规划 + 实践驱动。以下是一份适合零基础快速入门的自学路径,结合资源推荐和实用技巧: 一、快速入 ...
2025-02-12“我们的利润率上升了,但销售额却没变,这是为什么?” “某个业务的市场份额在下滑,到底是什么原因?” “公司整体业绩 ...
2025-02-08活动介绍 为了助力大家在数据分析领域不断精进技能,我们特别举办本期打卡活动。在这里,你可以充分利用碎片化时间在线学习,让 ...
2025-02-071、闺女,醒醒,媒人把相亲的带来了。 我。。。。。。。 2、前年春节相亲相了40个, 去年春节相亲50个, 祖宗,今年你想相多少个 ...
2025-02-06在数据科学的广阔领域中,统计分析与数据挖掘占据了重要位置。尽管它们常常被视为有关联的领域,但两者在理论基础、目标、方法及 ...
2025-02-05在数据分析的世界里,“对比”是一种简单且有效的方法。这就像两个女孩子穿同一款式的衣服,效果不一样。 很多人都听过“货比三 ...
2025-02-05当我们只有非常少量的已标记数据,同时有大量未标记数据点时,可以使用半监督学习算法来处理。在sklearn中,基于图算法的半监督 ...
2025-02-05考虑一种棘手的情况:训练数据中大部分样本没有标签。此时,我们可以考虑使用半监督学习方法来处理。半监督学习能够利用这些额 ...
2025-02-04一、数学函数 1、取整 =INT(数字) 2、求余数 =MOD(除数,被除数) 3、四舍五入 =ROUND(数字,保留小数位数) 4、取绝对值 =AB ...
2025-02-03作者:CDA持证人 余治国 一般各平台出薪资报告,都会哀嚎遍野。举个例子,去年某招聘平台发布《中国女性职场现状调查报告》, ...
2025-02-02真正的数据分析大神是什么样的呢?有人认为他们能轻松驾驭各种分析工具,能够从海量数据中找到潜在关联,或者一眼识别报告中的数 ...
2025-02-01现今社会,“转行”似乎成无数职场人无法回避的话题。但行业就像座围城:外行人看光鲜,内行人看心酸。数据分析这个行业,近几年 ...
2025-01-31本人基本情况: 学校及专业:厦门大学经济学院应用统计 实习经历:快手数据分析、字节数据分析、百度数据分析 Offer情况:北京 ...
2025-01-3001专家简介 徐杨老师,CDA数据科学研究院教研副总监,主要负责CDA认证项目以及机器学习/人工智能类课程的研发与授课,负责过中 ...
2025-01-29