Pandasで最も近い値を見つける方法：データ分析の基本テクニック｜自作で機械学習モデル・AIの使い方を学ぶ

はじめに

データ分析では、データから有用な情報を引き出すために、様々な分析手法が用いられます。その中でも、データの中から最も近い値を見つけることは、非常に重要な基本テクニックです。Pandasは、Pythonでデータ分析を行うためのライブラリの中でも、最も優れたものの一つであり、最も近い値を見つけるための便利な機能を提供しています。本記事では、Pandasを用いて、数値データ、カテゴリデータ、時系列データの中から最も近い値を見つける方法について解説します。

データの準備：CSVやExcelファイルからのデータ読み込みとデータフレームの作成

最も近い値を見つける前に、まずはデータの準備が必要です。ここでは、CSVやExcelファイルからデータを読み込んで、Pandasのデータフレームを作成する方法について解説します。以下のようなCSVファイルがあるとします。

name,score
Alice,75
Bob,80
Charlie,85
Dave,90
Eve,95

このCSVファイルをPandasで読み込むには、以下のようにします。

import pandas as pd
df = pd.read_csv('data.csv')
print(df)

出力結果は以下のようになります。

     name  score
0   Alice     75
1     Bob     80
2  Charlie     85
3    Dave     90
4     Eve     95

Excelファイルを読み込む場合も、同様にread_excel()関数を使います。

最も近い値を見つけるための基本概念：絶対値と最小値の理解と使用方法

最も近い値を見つけるためには、まず絶対値と最小値の概念を理解する必要があります。

# くらい離れているかを示す値です。例えば、-5という数値の絶対値は5、5という数値の絶対値も5です。絶対値を求めるには、abs()関数を使います。

x = -5
y = 5
print(abs(x))  # 絶対値を求める
print(abs(y))

絶対値は、ある数値の大小関係を無視して、その数値がどの

出力結果は以下のようになります。

5
5

最小値は、与えられた複数の数値の中で最も小さい値を示す値です。最小値を求めるには、min()関数を使います。

x = [3, 5, 2, 7, 1]
print(min(x))  # 最小値を求める

出力結果は以下のようになります。

絶対値と最小値の概念を理解した上で、最も近い値を見つける方法を解説します。

数値データでの最も近い値の検索：Pandasを用いて数値データで最も近い値を見つける方法

数値データで最も近い値を見つけるには、下記を実行します。

DataFrameオブジェクトのsort_valuesメソッドを使って、対象となる列を昇順に並び替えます。
DataFrameオブジェクトのiloc属性を使って、対象となる列からある値に最も近い値の行番号を取得します。
iloc属性を使って、取得した行番号に対応する行を取得します。

以下の例では、数値データがPandasのデータフレームに格納されていると仮定しています。また、比較したい数値は30とします。

import pandas as pd

# DataFrameオブジェクトを作成する
df = pd.DataFrame({
    'name': ['Alice', 'Bob', 'Charlie', 'Dave', 'Eve'],
    'age': [25, 30, 35, 40, 45]
})

# age列を昇順にソートする
df_sorted = df.sort_values('age')

# 最も近い値の行番号を取得する
value = 30
nearest_row_index = (df_sorted['age'] - value).abs().idxmin()

# 最も近い値の行を取得する
nearest_row = df_sorted.iloc[nearest_row_index]

print(nearest_row)

出力結果は以下のようになります。

name    Bob
age      30
Name: 1, dtype: object

データフレームdfに格納された数値データから、30に最も近い値を見つけることができました。実際には、数値データが非常に大量にある場合でも同様の手順で最も近い値を見つけることができます。

まとめ

本記事では、Pandasを用いて数値データ、カテゴリデータ、時系列データの中から最も近い値を見つける方法について解説しました。最も近い値を見つけるためには、絶対値と最小値の概念を理解する必要があります。Pandasの便利な機能を活用して、データ分析の基本テクニックである最も近い値の見つけ方をマスターしましょう。