如何在Pandas中将整数错误码转为字节串并拆分至单独列？

我每分钟从设备接收整数格式的错误码，该错误码代表字节串，每一位对应特定错误。为满足分析需求，需将这些位在Pandas中拆分为单独列。目前已实现将错误码转为二进制列表，但无法填充到对应列，相关信息如下：

现有代码 #

def converttobinary(num, length=3):
    binary_string_list = list(format(num, '0{}b'.format(length)))
    return [int(digit) for digit in binary_string_list]


df = pd.DataFrame({'errorcode': [1,2,3],
                    'errorcodelist': ['', '', ''],
                    'errorcode01': ['', '', ''],
                    'errorcode02': ['', '', ''],
                    'errorcode03': ['', '', ''],})
df['errorcodelist'] = df.apply(lambda row : converttobinary(row['errorcode']), axis = 1)

print(df)

当前运行结果 #

errorcode errorcodelist errorcode01 errorcode02 errorcode03
0          1      [0, 0, 1]
1          2      [0, 1, 0]
2          3      [0, 1, 1]

预期结果 #

errorcode errorcodelist errorcode01 errorcode02 errorcode03
0          1      [0, 0, 1]           1           0           0
1          2      [0, 1, 0]           0           1           0
2          3      [0, 1, 1]           0           1           1

解决方案 #

方法一：拆分已生成的二进制列表 #

利用pd.Series将errorcodelist中的列表元素拆分为多列，注意列名顺序要和二进制列表的位对应（你的列表是高位在前，所以要反向匹配列名）：

def converttobinary(num, length=3):
    binary_string_list = list(format(num, '0{}b'.format(length)))
    return [int(digit) for digit in binary_string_list]


df = pd.DataFrame({'errorcode': [1,2,3],
                    'errorcodelist': ['', '', ''],
                    'errorcode01': ['', '', ''],
                    'errorcode02': ['', '', ''],
                    'errorcode03': ['', '', ''],})
df['errorcodelist'] = df.apply(lambda row : converttobinary(row['errorcode']), axis = 1)

# 将列表拆分为对应列：列表第0位对应errorcode03，第1位对应errorcode02，第2位对应errorcode01
df[['errorcode03', 'errorcode02', 'errorcode01']] = df['errorcodelist'].apply(pd.Series)

print(df)

方法二：直接通过位运算提取（更高效） #

如果不需要中间的errorcodelist列，直接用位运算提取每一位错误码，效率比生成列表再拆分更高：

import pandas as pd

df = pd.DataFrame({'errorcode': [1,2,3],
                    'errorcode01': ['', '', ''],
                    'errorcode02': ['', '', ''],
                    'errorcode03': ['', '', ''],})

# 位运算提取每一位：&1取当前位，>>n右移n位
df['errorcode01'] = (df['errorcode'] & 1).astype(int)
df['errorcode02'] = ((df['errorcode'] >> 1) & 1).astype(int)
df['errorcode03'] = ((df['errorcode'] >> 2) & 1).astype(int)

# 如果需要保留errorcodelist列，反向组合即可
df['errorcodelist'] = df.apply(lambda row: [row['errorcode03'], row['errorcode02'], row['errorcode01']], axis=1)

print(df)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者fxopattern