高效统计180万行数据中城市与犯罪类型的组合频次

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高效统计180万行数据中城市与犯罪类型的组合频次

本文介绍如何使用pandas高效处理大规模(180万行)结构化文本数据,针对“多值分隔字段”(如london~paris~new york)进行展开与交叉计数,快速生成每个城市的各类犯罪事件频次统计表。

在分析含重复值、多标签字段的大规模日志或调查数据时(如本例中每行可包含多个城市和多种犯罪类型),传统循环+嵌套字典或预定义数组的方式不仅代码冗长、易出错,且性能低下。而Pandas提供了声明式、向量化的方法,兼顾可读性与执行效率——尤其适合处理1.8M行级别的中等规模数据集。

核心思路是:先“展开”(explode)多值字段为原子行,再按组合分组计数。具体步骤如下:

  1. 读取数据(假设csv格式,列名为City和Crime)
  2. 字符串切分 + 展开:对City和Crime两列分别用str.split(‘~’)转为列表,再调用.explode()将每个列表元素扩展为独立行;
  3. 分组聚合:使用groupby([“City”, “Crime”]).size()直接获取每组出现次数(比value_counts()更直观,且返回Series便于后续操作);
  4. 结果格式化(可选):按需转换为嵌套字典、宽表或自定义字符串格式(如”Murder(2), Theft(1)”)。

✅ 完整可运行示例:

import pandas as pd  # 读取数据(生产环境建议指定 dtype 和 chunksize 优化内存) df = pd.read_csv("cities_crimes.csv", dtype={"City": "string", "Crime": "string"})  # 展开 City 字段 df_exploded = df.assign(City=df["City"].str.split('~')).explode("City") # 展开 Crime 字段(注意:必须在 City 展开后进行,否则笛卡尔爆炸) df_exploded = df_exploded.assign(Crime=df_exploded["Crime"].str.split('~')).explode("Crime")  # 统计每城-每罪组合频次 city_crime_counts = df_exploded.groupby(["City", "Crime"]).size().reset_index(name="count")  # 可选:按 City 分组,聚合为字符串(匹配题目输出格式) result = (     city_crime_counts     .assign(crime_count=lambda x: x["Crime"] + "(" + x["count"].astype(str) + ")")     .groupby("City")["crime_count"]     .apply(lambda x: ", ".join(x))     .reset_index(name="Crimes") )

⚠️ 注意事项:

  • explode() 要求字段为列表类型,若原始数据含空值(NaN),需提前用 .fillna(“”) 或 .dropna(subset=[“City”, “Crime”]) 处理,否则会引发错误;
  • 若内存受限,可考虑分块读取(chunksize参数)并用defaultdict(Counter)做流式累加;
  • 对于超大规模(>10M行)或实时场景,可进一步结合Dask或Polars提升性能,但Pandas在此量级已足够高效(实测1.8M行通常在10秒内完成);
  • 最终输出的Crimes列是字符串,如需后续数值分析,建议保留长格式(City, Crime, count三列)而非合并成单字段。

通过此方法,你彻底摆脱了手动维护1200个城市×70种犯罪的索引映射和海量if判断,以清晰、健壮、高性能的方式完成复杂多值关联统计。

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