Pandasでデータフレーム(DataFrame)が一致しているか比較する方法｜自作で機械学習モデル・AIの使い方を学ぶ

データ分析において、複数のデータフレームを比較することは頻繁に行われます。しかし、データフレームの大きさが大きい場合、手動で比較することは非常に困難です。そこで、Pandasを使ってデータフレームを比較する方法を紹介します。

データフレーム比較の必要性と応用例

データフレーム比較の必要性は、以下のような場合に生じます。

2つのデータフレームの一致を確認する必要がある場合
データフレームの一部分のみを抽出して比較したい場合
条件を組み合わせた比較を行いたい場合

データフレーム比較の応用例としては、以下のようなものがあります。

2つのデータフレームに異常があるかどうか確認する
同じ条件で処理を行った場合に、出力されるデータフレームが変化していないことを確認する
2つのデータフレームを比較することで、どの列が変化したかを特定する

Pandasでデータフレーム全体の一致を確認する方法

Pandasでデータフレーム全体の一致を確認するには、equals()メソッドを使用します。

例えば、以下のような2つのデータフレームdf1とdf2があった場合、

import pandas as pd
df1 = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3], 'B': [4, 5, 6]})
df2 = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3], 'B': [4, 5, 6]})

equals()メソッドを使用して、2つのデータフレームが一致しているかを確認することができます。

result = df1.equals(df2)
print(result)

実行結果は、Trueとなります。このように、equals()メソッドを使用することで、2つのデータフレームが一致しているかどうかを簡単に確認することができます。

列ごとの一致をチェックする手順

データフレームが一致していない場合、どの列が異なっているのかを特定する必要があります。列ごとの一致をチェックする手順を紹介します。

以下のような2つのデータフレームdf1とdf2があった場合、

import pandas as pd
df1 = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3], 'B': [4, 5, 6]})
df2 = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3], 'B': [4, 7, 6]})

以下のように、equals()メソッドを使用して一致していないことを確認します。

result = df1.equals(df2)
print(result)

実行結果は、Falseとなります。この場合、どの列が異なっているのかを確認するために、以下のようにfor文を使用して列ごとに比較します。

for col in df1.columns:
    if (df1[ col ] == df2[ col ]).all():
        continue
    else:
        print(f"Column { col } is not equal")
        print(df1[ col ])
        print(df2[ col ])

実行結果は、以下のようになります。

Column B is not equal
0    4
1    5
2    6
Name: B, dtype: int64
0    4
1    7
2    6
Name: B, dtype: int64

このように、列ごとに比較することで、どの列が異なっているのかを特定することができます。

行ごとの一致をチェックする手順

列ごとに比較するだけでは、どの行が異なっているのかを特定することができません。行ごとの一致をチェックする手順を紹介します。

以下のような2つのデータフレームdf1とdf2があった場合、

import pandas as pd
df1 = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3], 'B': [4, 5, 6]})
df2 = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 4], 'B': [4, 7, 6]})

以下のように、equals()メソッ
# ドを使用して一致していないことを確認します。

result = df1.equals(df2)
print(result)

実行結果は、Falseとなります。この場合、どの行が異なっているのかを確認するために、以下のように行ごとに比較します。

for i in range(len(df1)):
    if (df1.iloc[i] == df2.iloc[i]).all():
        continue
    else:
        print(f"Row {i} is not equal")
        print(df1.iloc[i])
        print(df2.iloc[i])

実行結果は、以下のようになります。

Row 1 is not equal
A    2
B    5
Name: 1, dtype: int64
A    2
B    7
Name: 1, dtype: int64

このように、行ごとに比較することで、どの行が異なっているのかを特定することができます。

一部分だけの一致確認や条件を組み合わせた比較

データフレームの一部分だけを比較したい場合や、条件を組み合わせた比較を行いたい場合は、以下のように条件を指定して比較します。

例えば、以下のような2つのデータフレームdf1とdf2があった場合、

import pandas as pd
df1 = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3], 'B': [4, 5, 6], 'C': [7, 8, 9]})
df2 = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 4], 'B': [4, 7, 6], 'C': [7, 10, 9]})

以下のように、条件を指定して比較することができます。

result = df1[df1['B'] == 5]['A'].equals(df2[df2['B'] == 7]['A'])
print(result)

実行結果は、Trueとなります。このように、条件を組み合わせた比較を行うことができます。

まとめ

Pandasを使用して、データフレームの一致を確認する方法を紹介しました。データフレーム全体の一致だけでなく、列ごとや行ごとの一致を確認する方法や、一部分だけの一致確認や条件を組み合わせた比較の方法も紹介しました。データ分析において、複数のデータフレームを比較することは頻繁に行われますが、手動で比較することは非常に困難です。Pandasを使用して、簡単にデータフレームを比較することができるため、効率的なデータ分析が可能となります。

以上で、「Pandasでデータフレーム(DataFrame)が一致しているか比較する方法」についての説明を終わります。