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Ré-attribuer des valeurs de colonne dans un pandas df

Cette question est liée à l’alignement ou à la dotation en personnel. J'essaie d'attribuer divers emplois à des individus (employés). En utilisant le df ci-dessous, 

`[Person]` = Individuals (employees)
`[Area]` and `[Place]` = unique jobs
`[On]` = How many unique jobs are occurring at each point in time

Donc, [Area] et [Place] ensemble constitueront les valeurs unique qui sont des travaux différents. Ces valeurs seront attribuées aux individus dans le but général d’utiliser le moins possible d’individus. La valeur la plus unique assigned pour une personne est 3. [On] indique le nombre actuel de valeurs unique pour [Place] et [Area]. Cela fournit donc un guide concret sur le nombre de personnes dont j'ai besoin. Par exemple, 

1-3 unique values occurring = 1 individual
4-6 unique values occurring = 2 individuals
7-9 unique values occurring = 3 individuals etc

Question: Où la quantité de valeurs unique dans [Area] et [Place] est supérieure à 3 me cause des problèmes. Je ne peux pas faire un groupby où je assign le premier 3 unique values à individual 1 et les 3 valeurs unique suivantes à individual 2 etc. Je souhaite regrouper les valeurs uniques dans [Area] et [Place] par [Area]. Alors regardez assign les mêmes valeurs dans [Area] à un individu (jusqu'à 3). Ensuite, s’il existe valeurs résiduelles (<3), elles doivent être combinées pour former un groupe de 3, si possible.

J’envisage ce travail comme suit: voir dans l’avenir par un hour. Pour chaque nouveau row de valeurs, script devrait voir combien de valeurs seront [On] (ceci indique le nombre total d'individus requis). Lorsque les valeurs unique sont> 3, elles doivent correspondre à assigned de grouping à la même valeur dans [Area]. S'il existe valeurs restantes, elles doivent être combinées de toute façon pour constituer un groupe de 3.

En mettant cela dans un processus pas à pas:

1) Utilisez le [On]Column pour déterminer le nombre d'individus requis en recherchant dans l'avenir un hour

2) Lorsqu'il y a plus de 3 valeurs unique, assignez d'abord les valeurs identiques dans [Area].

3) S'il y a des valeurs de restes, essayez de combiner quand même.

Pour le df ci-dessous, il existe 9 valeurs unique se produisant pour [Place] et [Area] avec un hour. Nous devrions donc avoir 3 individus assigned. Quand unique valeurs> 3, il devrait être assigné par [Area] et voir si la même valeur se produit. Les valeurs leftover doivent être combinées avec d'autres personnes ayant moins de 3 valeurs unique.

import pandas as pd
import numpy as np

d = ({
    'Time' : ['8:03:00','8:17:00','8:20:00','8:28:00','8:35:00','08:40:00','08:42:00','08:45:00','08:50:00'],                 
    'Place' : ['House 1','House 2','House 3','House 4','House 5','House 1','House 2','House 3','House 2'],                 
    'Area' : ['A','B','C','D','E','D','E','F','G'],     
    'On' : ['1','2','3','4','5','6','7','8','9'], 
    'Person' : ['Person 1','Person 2','Person 3','Person 4','Person 5','Person 4','Person 5','Person 6','Person 7'],   
     })

df = pd.DataFrame(data=d)

Ceci est ma tentative:

def reduce_df(df):
    values = df['Area'] + df['Place']
    df1 = df.loc[~values.duplicated(),:] # ignore duplicate values for this part..
    person_count = df1.groupby('Person')['Person'].agg('count')
    leftover_count = person_count[person_count < 3] # the 'leftovers'

    # try merging pairs together
    nleft = leftover_count.shape[0]
    to_try = np.arange(nleft - 1)
    to_merge = (leftover_count.values[to_try] + 
                leftover_count.values[to_try + 1]) <= 3
    to_merge[1:] = to_merge[1:] & ~to_merge[:-1]
    to_merge = to_try[to_merge]
    merge_dict = dict(Zip(leftover_count.index.values[to_merge+1], 
                leftover_count.index.values[to_merge]))
    def change_person(p):
        if p in merge_dict.keys():
            return merge_dict[p]
        return p
    reduced_df = df.copy()
    # update df with the merges you found
    reduced_df['Person'] = reduced_df['Person'].apply(change_person)
    return reduced_df

df1 = (reduce_df(reduce_df(df)))

C'est la sortie:

       Time    Place Area On    Person
0   8:03:00  House 1    A  1  Person 1
1   8:17:00  House 2    B  2  Person 1
2   8:20:00  House 3    C  3  Person 1
3   8:28:00  House 4    D  4  Person 4
4   8:35:00  House 5    E  5  Person 5
5   8:40:00  House 1    D  6  Person 4
6   8:42:00  House 2    E  7  Person 5
7   8:45:00  House 3    F  8  Person 5
8   8:50:00  House 2    G  9  Person 7

Ceci est ma sortie prévue:

       Time    Place Area On    Person
0   8:03:00  House 1    A  1  Person 1
1   8:17:00  House 2    B  2  Person 1
2   8:20:00  House 3    C  3  Person 1
3   8:28:00  House 4    D  4  Person 2
4   8:35:00  House 5    E  5  Person 3
5   8:40:00  House 6    D  6  Person 2
6   8:42:00  House 2    E  7  Person 3
7   8:45:00  House 3    F  8  Person 2
8   8:50:00  House 2    G  9  Person 3

Description sur la façon dont je veux obtenir cette sortie:

Index 0: One `unique` value occurring. So `assign` to individual 1
Index 1: Two `unique` values occurring. So `assign` to individual 1
Index 2: Three `unique` values occurring. So `assign` to individual 1
Index 3: Four `unique` values on. So `assign` to individual 2
Index 4: Five `unique` values on. This one is a bit tricky and hard to conceptualise. But there is another `E` within an `hour`. So `assign` to a new individual so it can be combined with the other `E`
Index 5: Six `unique` values on. Should be `assigned` with the other `D`. So individual 2
Index 6: Seven `unique` values on. Should be `assigned` with other `E`. So individual 3
Index 7: Eight `unique` values on. New value in `[Area]`, which is a _leftover_. `Assign` to either individual 2 or 3
Index 8: Nine `unique` values on. New value in `[Area]`, which is a _leftover_. `Assign` to either individual 2 or 3

Exemple n ° 2: 

d = ({
    'Time' : ['8:03:00','8:17:00','8:20:00','8:28:00','8:35:00','8:40:00','8:42:00','8:45:00','8:50:00'],                 
    'Place' : ['House 1','House 2','House 3','House 1','House 2','House 3','House 1','House 2','House 3'],                 
    'Area' : ['X','X','X','X','X','X','X','X','X'],     
    'On' : ['1','2','3','3','3','3','3','3','3'], 
    'Person' : ['Person 1','Person 1','Person 1','Person 1','Person 1','Person 1','Person 1','Person 1','Person 1'],   
    })

    df = pd.DataFrame(data=d)

Je reçois une erreur:

 IndexError: index 1 is out of bounds for axis 1 with size 1

Sur cette ligne:

df.loc[:,'Person'] = df['Person'].unique()[assignedPeople]

Cependant, si je modifie la personne en répétant 1,2,3, elle renvoie ce qui suit:

'Person' : ['Person 1','Person 2','Person 3','Person 1','Person 2','Person 3','Person 1','Person 2','Person 3'], 

      Time    Place Area On    Person
0  8:03:00  House 1    X  1  Person 1
1  8:17:00  House 2    X  2  Person 1
2  8:20:00  House 3    X  3  Person 1
3  8:28:00  House 1    X  3  Person 2
4  8:35:00  House 2    X  3  Person 2
5  8:40:00  House 3    X  3  Person 2
6  8:42:00  House 1    X  3  Person 3
7  8:45:00  House 2    X  3  Person 3
8  8:50:00  House 3    X  3  Person 3

Sortie prévue:

      Time    Place Area On    Person
0  8:03:00  House 1    X  1  Person 1
1  8:17:00  House 2    X  2  Person 1
2  8:20:00  House 3    X  3  Person 1
3  8:28:00  House 1    X  3  Person 1
4  8:35:00  House 2    X  3  Person 1
5  8:40:00  House 3    X  3  Person 1
6  8:42:00  House 1    X  3  Person 1
7  8:45:00  House 2    X  3  Person 1
8  8:50:00  House 3    X  3  Person 1

La conclusion principale de l'exemple 2 est la suivante:

1) There are <3 unique values on so assign to individual 1
pythonpandasnumpydataframeassign
17
user9394674

Mettre à jour

Il y a une version en direct de cette réponse en ligne que vous pouvez essayer par vous-même.

Voici une réponse sous la forme de la fonction allocatePeople. Il est basé sur le précalcul de tous les indices où les zones se répètent en une heure:

from collections import Counter
import numpy as np
import pandas as pd

def getAssignedPeople(df, areasPerPerson):
    areas = df['Area'].values
    places = df['Place'].values
    times = pd.to_datetime(df['Time']).values
    maxPerson = np.ceil(areas.size / float(areasPerPerson)) - 1
    assignmentCount = Counter()
    assignedPeople = []
    assignedPlaces = {}
    heldPeople = {}
    heldAreas = {}
    holdAvailable = True
    person = 0

    # search for repeated areas. Mark them if the next repeat occurs within an hour
    ixrep = np.argmax(np.triu(areas.reshape(-1, 1)==areas, k=1), axis=1)
    holds = np.zeros(areas.size, dtype=bool)
    holds[ixrep.nonzero()] = (times[ixrep[ixrep.nonzero()]] - times[ixrep.nonzero()]) < np.timedelta64(1, 'h')

    for area,place,hold in Zip(areas, places, holds):
        if (area, place) in assignedPlaces:
            # this unique (area, place) has already been assigned to someone
            assignedPeople.append(assignedPlaces[(area, place)])
            continue

        if assignmentCount[person] >= areasPerPerson:
            # the current person is already assigned to enough areas, move on to the next
            a = heldPeople.pop(person, None)
            heldAreas.pop(a, None)
            person += 1

        if area in heldAreas:
            # assign to the person held in this area
            p = heldAreas.pop(area)
            heldPeople.pop(p)
        else:
            # get the first non-held person. If we need to hold in this area, 
            # also make sure the person has at least 2 free assignment slots,
            # though if it's the last person assign to them anyway 
            p = person
            while p in heldPeople or (hold and holdAvailable and (areasPerPerson - assignmentCount[p] < 2)) and not p==maxPerson:
                p += 1

        assignmentCount.update([p])
        assignedPlaces[(area, place)] = p
        assignedPeople.append(p)

        if hold:
            if p==maxPerson:
                # mark that there are no more people available to perform holds
                holdAvailable = False

            # this area recurrs in an hour, mark that the person should be held here
            heldPeople[p] = area
            heldAreas[area] = p

    return assignedPeople

def allocatePeople(df, areasPerPerson=3):
    assignedPeople = getAssignedPeople(df, areasPerPerson=areasPerPerson)
    df = df.copy()
    df.loc[:,'Person'] = df['Person'].unique()[assignedPeople]
    return df

Notez l'utilisation de df['Person'].unique() dans allocatePeople. Cela gère le cas où les personnes sont répétées dans l'entrée. On suppose que l'ordre des personnes dans l'entrée est l'ordre souhaité dans lequel ces personnes doivent être affectées.

J'ai testé allocatePeople par rapport à l'exemple de saisie de l'OP (example1 et example2), ainsi qu'à deux ou trois cas Edge, avec lesquels je pense que (?) Correspond à l'algorithme souhaité par l'OP:

ds = dict(
example1 = ({
    'Time' : ['8:03:00','8:17:00','8:20:00','8:28:00','8:35:00','08:40:00','08:42:00','08:45:00','08:50:00'],                 
    'Place' : ['House 1','House 2','House 3','House 4','House 5','House 1','House 2','House 3','House 2'],                 
    'Area' : ['A','B','C','D','E','D','E','F','G'],     
    'On' : ['1','2','3','4','5','6','7','8','9'], 
    'Person' : ['Person 1','Person 2','Person 3','Person 4','Person 5','Person 4','Person 5','Person 6','Person 7'],   
    }),
example2 = ({
    'Time' : ['8:03:00','8:17:00','8:20:00','8:28:00','8:35:00','8:40:00','8:42:00','8:45:00','8:50:00'],                 
    'Place' : ['House 1','House 2','House 3','House 1','House 2','House 3','House 1','House 2','House 3'],                 
    'Area' : ['X','X','X','X','X','X','X','X','X'],     
    'On' : ['1','2','3','3','3','3','3','3','3'], 
    'Person' : ['Person 1','Person 1','Person 1','Person 1','Person 1','Person 1','Person 1','Person 1','Person 1'],   
    }),

long_repeats = ({
    'Time' : ['8:03:00','8:17:00','8:20:00','8:25:00','8:30:00','8:31:00','8:35:00','8:45:00','8:50:00'],                 
    'Place' : ['House 1','House 2','House 3','House 4','House 1','House 1','House 2','House 3','House 2'],                 
    'Area' : ['A','A','A','A','B','C','C','C','B'],  
    'Person' : ['Person 1','Person 1','Person 1','Person 2','Person 3','Person 4','Person 4','Person 4','Person 3'],   
    'On' : ['1','2','3','4','5','6','7','8','9'],                      
    }),
many_repeats = ({
    'Time' : ['8:03:00','8:17:00','8:20:00','8:28:00','8:35:00','08:40:00','08:42:00','08:45:00','08:50:00'],                 
    'Place' : ['House 1','House 2','House 3','House 4','House 1','House 1','House 2','House 1','House 2'],                 
    'Area' : ['A', 'B', 'C', 'D', 'D', 'E', 'E', 'F', 'F'],     
    'On' : ['1','2','3','4','5','6','7','8','9'], 
    'Person' : ['Person 1','Person 1','Person 1','Person 2','Person 3','Person 4','Person 3','Person 5','Person 6'],   
    }),
large_gap = ({
    'Time' : ['8:03:00','8:17:00','8:20:00','8:28:00','8:35:00','08:40:00','08:42:00','08:45:00','08:50:00'],                 
    'Place' : ['House 1','House 2','House 3','House 4','House 1','House 1','House 2','House 1','House 3'],                 
    'Area' : ['A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'D', 'D', 'D'],     
    'On' : ['1','2','3','4','5','6','7','8','9'], 
    'Person' : ['Person 1','Person 1','Person 1','Person 2','Person 3','Person 4','Person 3','Person 5','Person 6'],   
    }),
different_times = ({
    'Time' : ['8:03:00','8:17:00','8:20:00','8:28:00','8:35:00','08:40:00','09:42:00','09:45:00','09:50:00'],                 
    'Place' : ['House 1','House 2','House 3','House 4','House 1','House 1','House 2','House 1','House 1'],                 
    'Area' : ['A', 'B', 'C', 'D', 'D', 'E', 'E', 'F', 'G'],     
    'On' : ['1','2','3','4','5','6','7','8','9'], 
    'Person' : ['Person 1','Person 1','Person 1','Person 2','Person 3','Person 4','Person 3','Person 5','Person 6'],   
    })
)

expectedPeoples = dict(
    example1 = [1,1,1,2,3,2,3,2,3],
    example2 = [1,1,1,1,1,1,1,1,1],
    long_repeats = [1,1,1,2,2,3,3,3,2],
    many_repeats = [1,1,1,2,2,3,3,2,3],
    large_gap = [1,1,1,2,3,3,2,2,3],
    different_times = [1,1,1,2,2,2,3,3,3],
)

for name,d in ds.items():
    df = pd.DataFrame(d)
    expected = ['Person %d' % i for i in expectedPeoples[name]]
    ap = allocatePeople(df)

    print(name, ap, sep='\n', end='\n\n')
    np.testing.assert_array_equal(ap['Person'], expected)

Les instructions assert_array_equal sont acceptées et la sortie correspond à la sortie attendue de l'OP:

example1
       Time    Place Area On    Person
0   8:03:00  House 1    A  1  Person 1
1   8:17:00  House 2    B  2  Person 1
2   8:20:00  House 3    C  3  Person 1
3   8:28:00  House 4    D  4  Person 2
4   8:35:00  House 5    E  5  Person 3
5  08:40:00  House 1    D  6  Person 2
6  08:42:00  House 2    E  7  Person 3
7  08:45:00  House 3    F  8  Person 2
8  08:50:00  House 2    G  9  Person 3

example2
      Time    Place Area On    Person
0  8:03:00  House 1    X  1  Person 1
1  8:17:00  House 2    X  2  Person 1
2  8:20:00  House 3    X  3  Person 1
3  8:28:00  House 1    X  3  Person 1
4  8:35:00  House 2    X  3  Person 1
5  8:40:00  House 3    X  3  Person 1
6  8:42:00  House 1    X  3  Person 1
7  8:45:00  House 2    X  3  Person 1
8  8:50:00  House 3    X  3  Person 1

Le résultat de mes cas de test correspond également à mes attentes:

long_repeats
      Time    Place Area    Person On
0  8:03:00  House 1    A  Person 1  1
1  8:17:00  House 2    A  Person 1  2
2  8:20:00  House 3    A  Person 1  3
3  8:25:00  House 4    A  Person 2  4
4  8:30:00  House 1    B  Person 2  5
5  8:31:00  House 1    C  Person 3  6
6  8:35:00  House 2    C  Person 3  7
7  8:45:00  House 3    C  Person 3  8
8  8:50:00  House 2    B  Person 2  9

many_repeats
       Time    Place Area On    Person
0   8:03:00  House 1    A  1  Person 1
1   8:17:00  House 2    B  2  Person 1
2   8:20:00  House 3    C  3  Person 1
3   8:28:00  House 4    D  4  Person 2
4   8:35:00  House 1    D  5  Person 2
5  08:40:00  House 1    E  6  Person 3
6  08:42:00  House 2    E  7  Person 3
7  08:45:00  House 1    F  8  Person 2
8  08:50:00  House 2    F  9  Person 3

large_gap
       Time    Place Area On    Person
0   8:03:00  House 1    A  1  Person 1
1   8:17:00  House 2    B  2  Person 1
2   8:20:00  House 3    C  3  Person 1
3   8:28:00  House 4    D  4  Person 2
4   8:35:00  House 1    E  5  Person 3
5  08:40:00  House 1    F  6  Person 3
6  08:42:00  House 2    D  7  Person 2
7  08:45:00  House 1    D  8  Person 2
8  08:50:00  House 3    D  9  Person 3

different_times
       Time    Place Area On    Person
0   8:03:00  House 1    A  1  Person 1
1   8:17:00  House 2    B  2  Person 1
2   8:20:00  House 3    C  3  Person 1
3   8:28:00  House 4    D  4  Person 2
4   8:35:00  House 1    D  5  Person 2
5  08:40:00  House 1    E  6  Person 2
6  09:42:00  House 2    E  7  Person 3
7  09:45:00  House 1    F  8  Person 3
8  09:50:00  House 1    G  9  Person 3

Faites-moi savoir si il fait tout ce que vous vouliez, ou s'il a encore besoin de quelques ajustements. Je pense que tout le monde a hâte de vous voir réaliser votre vision.

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tel

Ok, avant de plonger dans la logique du problème, il est intéressant de faire un peu de ménage pour ranger les données et les mettre dans un format plus utile:

#Create table of unique people
unique_people = df[['Person']].drop_duplicates().sort_values(['Person']).reset_index(drop=True)

#Reformat time column
df['Time'] = pd.to_datetime(df['Time'])

Passant maintenant à la logique du problème, il est utile de le décomposer en étapes. Premièrement, nous voudrons créer des emplois individuels (avec des numéros d’emplois) en fonction de la «région» et du temps qui les sépare. c’est-à-dire que des emplois dans la même région, en moins d’une heure, peuvent partager le même numéro de travail.

#Assign jobs
df= df.sort_values(['Area','Time']).reset_index(drop=True)
df['Job no'] = 0
current_job = 1   
df.loc[0,'Job no'] = current_job
for i in range(rows-1):
    prev_row = df.loc[i]
    row = df.loc[i+1]
    time_diff = (row['Time'] - prev_row['Time']).seconds //3600
    if (row['Area'] == prev_row['Area'])  & (time_diff == 0):
        pass
    else:
        current_job +=1
    df.loc[i+1,'Job no'] = current_job

Maintenant que cette étape est terminée, il est simple d’affecter des «personnes» à des emplois individuels:

df= df.sort_values(['Job no']).reset_index(drop=True)
df['Person'] = ""
df_groups = df.groupby('Job no')
for group in df_groups:
    group_size = group[1].count()['Time']
    for person_idx in range(len(unique_people)):
        person = unique_people.loc[person_idx]['Person']
        person_count = df[df['Person']==person]['Person'].count()
        if group_size <= (3-person_count):
            idx = group[1].index.values
            df.loc[idx,'Person'] = person
            break

Et enfin,

df= df.sort_values(['Time']).reset_index(drop=True)
print(df)

J'ai essayé de coder cela d'une manière plus facile à décoder, il pourrait donc y avoir des gains d'efficacité. L’objectif était toutefois de définir la logique utilisée.

Ce code donne les résultats attendus sur les deux ensembles de données. J'espère donc qu'il répond à votre question.

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Colin Dickie

En écrivant ma autre réponse , je suis lentement arrivé à l'idée que l'algorithme du PO pourrait être plus facile à mettre en œuvre avec une approche centrée sur les emplois (qui peuvent être différents), au lieu des personnes (qui sont toutes les même). Voici une solution qui utilise l'approche centrée sur l'emploi:

from collections import Counter
import numpy as np
import pandas as pd

def assignJob(job, assignedix, areasPerPerson):
    for i in range(len(assignedix)):
        if (areasPerPerson - len(assignedix[i])) >= len(job):
            assignedix[i].extend(job)
            return True
    else:
        return False

def allocatePeople(df, areasPerPerson=3):
    areas = df['Area'].values
    times = pd.to_datetime(df['Time']).values
    peopleUniq = df['Person'].unique()
    npeople = int(np.ceil(areas.size / float(areasPerPerson)))

    # search for repeated areas. Mark them if the next repeat occurs within an hour
    ixrep = np.argmax(np.triu(areas.reshape(-1, 1)==areas, k=1), axis=1)
    holds = np.zeros(areas.size, dtype=bool)
    holds[ixrep.nonzero()] = (times[ixrep[ixrep.nonzero()]] - times[ixrep.nonzero()]) < np.timedelta64(1, 'h')

    jobs =[]
    _jobdict = {}
    for i,(area,hold) in enumerate(Zip(areas, holds)):
        if hold:
            _jobdict[area] = job = _jobdict.get(area, []) + [i]
            if len(job)==areasPerPerson:
                jobs.append(_jobdict.pop(area))
        Elif area in _jobdict:
            jobs.append(_jobdict.pop(area) + [i])
        else:
            jobs.append([i])
    jobs.sort()

    assignedix = [[] for i in range(npeople)]
    for job in jobs:
        if not assignJob(job, assignedix, areasPerPerson):
            # break the job up and try again
            for subjob in ([sj] for sj in job):
                assignJob(subjob, assignedix, areasPerPerson)

    df = df.copy()
    for i,aix in enumerate(assignedix):
        df.loc[aix, 'Person'] = peopleUniq[i]
    return df

Cette version de allocatePeople a également été testée de manière approfondie et passe toutes les vérifications décrites dans mon autre réponse.

Il y a plus de boucles en boucle que mon autre solution, de sorte qu'il sera probablement légèrement moins efficace (bien que le fait que votre cadre de données soit très volumineux importera peu, par exemple 1e6 lignes et plus). Par contre, il est un peu plus court et, je pense, plus simple et facile à comprendre.

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tel