Pandas 如何解决错误“a value is trying to be set on a copy of a slice from a dataframe”

引言

在使用 Pandas 进行数据分析和处理时，经常会遇到一些错误和警告。其中一个常见的错误是“a value is trying to be set on a copy of a slice from a dataframe”。这个错误主要是由于对 DataFrame 进行切片操作后，尝试对切片赋值而产生的。本文将详细解释这个错误的原因，以及如何避免和解决这个错误。

错误原因

要理解这个错误的原因，首先需要了解 Pandas 中 DataFrame 的数据结构。DataFrame 是由一个或多个 Series 组成的二维数据结构，可以看作是一个表格或者类似于数据库中的表。在 DataFrame 中对数据进行切片操作时，返回的是原 DataFrame 的视图（view）而不是副本（copy）。视图是对原对象的引用，对视图的修改会影响到原对象。而副本是对原对象数据的复制，对副本的修改不会影响到原对象。

当我们使用切片操作获取 DataFrame 的视图后，尝试对视图进行赋值操作时，就会出现上述错误。这是因为 Pandas 不确定我们是否想要修改原对象的值，为了避免潜在的副作用，会抛出这个错误。

例子

让我们来看一个具体的例子，演示如何出现这个错误。

import pandas as pd

data = {'Name': ['Tom', 'Nick', 'John', 'Bob'],
        'Age': [20, 25, 30, 35],
        'City': ['Beijing', 'Shanghai', 'Guangzhou', 'Shenzhen']}
df = pd.DataFrame(data)

# 对 DataFrame 进行切片操作
df_slice = df[df['Age'] > 25]

# 尝试对切片赋值
df_slice['City'] = 'Hong Kong'

上述代码中，我们创建了一个包含姓名、年龄和城市的 DataFrame。然后，我们对 DataFrame 进行切片操作，获取年龄大于 25 的记录。最后，我们尝试对切片数据的城市进行赋值。运行这段代码后，我们将会遇到如下错误。

/usr/local/lib/python3.7/site-packages/pandas/core/indexing.py:1899: SettingWithCopyWarning:
A value is trying to be set on a copy of a slice from a DataFrame.
Try using .loc[row_indexer,col_indexer] = value instead

See the caveats in the documentation: [...]

这就是我们经常遇到的“a value is trying to be set on a copy of a slice from a dataframe”错误。

解决方法

要解决这个错误，我们可以按照错误信息中的建议，使用 .loc 或 .iloc 来对切片进行赋值操作。下面是修改后的代码，演示了如何避免上述错误。

import pandas as pd

data = {'Name': ['Tom', 'Nick', 'John', 'Bob'],
        'Age': [20, 25, 30, 35],
        'City': ['Beijing', 'Shanghai', 'Guangzhou', 'Shenzhen']}
df = pd.DataFrame(data)

# 对 DataFrame 进行切片操作并使用 .loc 对切片赋值
df.loc[df['Age'] > 25, 'City'] = 'Hong Kong'

print(df)

输出结果如下：

   Name  Age       City
0   Tom   20    Beijing
1  Nick   25   Shanghai
2  John   30  Hong Kong
3   Bob   35  Hong Kong

通过使用 .loc，我们成功地对切片的城市进行了赋值，避免了错误的发生。

除了使用 .loc，还有其他一些方法可以避免这个错误，例如使用 .copy() 方法创建一个副本，在副本上进行操作。下面是使用 .copy() 的代码示例：

import pandas as pd

data = {'Name': ['Tom', 'Nick', 'John', 'Bob'],
        'Age': [20, 25, 30, 35],
        'City': ['Beijing', 'Shanghai', 'Guangzhou', 'Shenzhen']}
df = pd.DataFrame(data)

# 对 DataFrame 进行切片操作并使用 .copy() 方法创建副本
df_slice = df[df['Age'] > 25].copy()

# 对副本进行赋值操作
df_slice['City'] = 'Hong Kong'

print(df)

输出结果与之前的示例代码相同。

结论

在 Pandas 中，当对 DataFrame 进行切片操作后，尝试对切片赋值会导致错误“a value is trying to be set on a copy of a slice from a dataframe”。为了避免这个错误，我们可以使用 .loc 或 .iloc 来对切片进行赋值操作，或者使用 .copy() 方法创建一个副本，对副本进行赋值操作。通过遵循这些方法，我们可以避免这个常见的错误，并且顺利进行数据处理和分析工作。