[Python]关于DataFrame和NumPy数组如何打乱数据

之前在《[Python]关于‘DataFrame’对象没有‘sort’属性》一文中，发现了《Python数据分析与挖掘实战》一书中关于第8章实验代码的一些在新版本的 pandas 库中出现错误，同时给出了相应的解决方案。在第9章的学习中也发现，其中 shuffle （打乱）数据也出现了一些问题。

所以，本文主要是讲解一下关于 pandas 如何打乱数据的一些方法。

关于 `pandas` 使用 `random.shuffle(data)` 的错误结果

该书中“第9章基于水色图像的水质评价”中关于数据打乱引入的包是 random ，利用
random.shuffle(data) 后会出现如下结果：

[[ 1.00000000e+00  1.00000000e+00  5.82822907e-01 ... -1.26431370e-02
  -1.60903640e-02 -4.15362390e-02]
 [ 1.00000000e+00  1.00000000e+01  6.41659507e-01 ...  9.72713600e-03
  -3.72381400e-03 -3.77944800e-03]
 [ 1.00000000e+00  1.00000000e+01  6.41659507e-01 ...  9.72713600e-03
  -3.72381400e-03 -3.77944800e-03]
 ...
 [ 4.00000000e+00  8.00000000e+00  4.73493371e-01 ...  3.87451300e-03
   2.20928100e-03  2.36937400e-03]
 [ 2.00000000e+00  3.00000000e+00  4.91916017e-01 ...  9.28491600e-03
   9.66301000e-03  1.15485330e-02]
 [ 4.00000000e+00  1.50000000e+01  4.61240440e-01 ... -1.23856500e-03
   5.01603000e-04  6.81254900e-03]]

可以看出，第1行数据和第5行数据是相同的，而原本数据中并没有完全相同的数据，所以说使用 random.shuffle(data) 使数据重复而且缺失了，下面是将全部数据的类别输出以做更进一步的解释：

[1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1.
 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1.
 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 2. 1. 1. 2. 1. 1. 1. 1. 1. 1. 2. 1. 2.
 1. 1. 1. 1. 1. 2. 2. 2. 2. 2. 1. 1. 1. 1. 1. 2. 2. 1. 2. 1. 2. 1. 2. 1.
 1. 1. 1. 1. 2. 2. 2. 1. 1. 1. 1. 3. 3. 1. 2. 2. 1. 2. 1. 1. 3. 1. 2. 3.
 3. 2. 3. 3. 2. 1. 2. 3. 2. 3. 3. 2. 3. 1. 3. 1. 3. 2. 1. 3. 2. 3. 1. 2.
 1. 1. 2. 2. 1. 3. 3. 3. 1. 3. 1. 1. 2. 1. 3. 1. 1. 3. 3. 2. 3. 1. 1. 3.
 1. 3. 1. 3. 3. 3. 3. 3. 1. 1. 1. 4. 3. 2. 2. 1. 3. 3. 1. 1. 2. 1. 4. 2.
 1. 4. 4. 3. 1. 3. 1. 1. 3. 2. 2.]

可以看出，数据总量是不变的，但是类别缺少了 类别5 ，所以使用该 shuffle 是会导致后面的结果出现问题的。

利用 type() 方法查看数据类型可以得知，该 data 的数据类型是 NumPy数组 ，对NumPy数组进行测试可以得知：

random.shuffle(data) 并不完全支持NumPy数组

经过我的初步实验，结果得出 random.shuffle(data) 对普通的数组等都是支持的，但是对 NumPy数组 会出现类如重复、缺失等现象，所以说对于NumPy数组并不适合用 random 库来实现数据打乱。

同样的， pandas 中的**DataFrame 也是不适用这种方式打乱数据的**。

打乱数据方法

1、NumPy特有方法

numpy 库中有 np.random.shuffle(x) 和 np.random.permutation(x) 两种打乱顺序的方法。前一个是改变数据自身顺序；后一个是返回一个随机排列，自身数据不变。

import numpy as np

#shuffle使用
np.random.shuffle(data)

#permutation使用
data = np.random.permutation(data)

2、DataFrame特有方法

pandas 库自带有 DataFrame 数据打乱的方法，基本的写法如下：

1 2	# 假设df = DataFrame df.sample(frac=1)

其中，参数 frac 是返回数据的比例，1即100%，如果只需要数据的80%，参数即为 frac=0.8 。如果需要打乱后数据集的 index （索引）还是按照正常的排序，则如下：

1	df.sample(frac=1).reset_index(drop=True)

3、 `sklearn` (机器学习的库）的 `shuffle` 方法

sklearn 库中 shuffle 方法是适用于 DataFrame 以及NumPy数组的，它的基本用法如下：

1 2	from sklearn.utils import shuffle df = shuffle(df)

个人觉得，在不太清楚数据类型的时候，使用 sklearn 库的 shuffle 方法是最好的。