如何用Python Pandas根据VALUE列生成机器运行模式statusA/B列？

问题规则回顾 #

1. 初始模式为A
2. 切换到模式B的条件：连续3个时间步的VALUE≥5（即连续3个on状态）
3. 进入模式B后：
   • 只要后续VALUE≥5（on状态），保持模式B
   • 若出现VALUE<5（down状态），需连续3个down时间步后才切换回A；期间若再次出现on，重置down计数并保持B

实现代码 #

import pandas as pd

# 1. 创建示例数据（可替换为你的实际DataFrame）
data = {
    'time': ['00:00', '00:01', '00:02', '00:03', '00:04', '00:05', '00:06', '00:07', '00:08', '00:08', '00:09', '00:10', '00:11', '00:12', '00:13', '00:14', '00:15', '00:16', '00:17', '00:18', '00:19', '00:20', '00:21', '00:22', '00:23', '00:24', '00:25'],
    'VALUE': [0,0,0,8,4,2,1,2,1,5,6,0,10,10,10,11,2,1,3,11,10,10,10,10,11,14,11]
}
df = pd.DataFrame(data)

# 2. 定义状态机逻辑函数
def update_status(row, prev_state, consecutive_on, down_count):
    current_is_on = row['VALUE'] >= 5
    
    if prev_state == 'A':
        # 更新连续on次数：当前是on则累加，否则重置为0
        consecutive_on = consecutive_on + 1 if current_is_on else 0
        # 连续on满3次则切换到B
        if consecutive_on >= 3:
            new_state = 'B'
            down_count = 0
        else:
            new_state = 'A'
    else: # 处于B状态
        if current_is_on:
            # 当前是on，保持B并重置down计数
            new_state = 'B'
            consecutive_on += 1
            down_count = 0
        else:
            # 当前是down，累加down计数
            down_count += 1
            # 连续down满3次则切回A，否则保持B
            new_state = 'A' if down_count >= 3 else 'B'
            # 切回A时重置连续on计数
            if new_state == 'A':
                consecutive_on = 0
    
    return new_state, consecutive_on, down_count

# 3. 初始化状态变量并遍历DataFrame生成结果
prev_state = 'A'
consecutive_on = 0
down_count = 0
status_list = []

for _, row in df.iterrows():
    new_state, consecutive_on, down_count = update_status(row, prev_state, consecutive_on, down_count)
    status_list.append(new_state)
    prev_state = new_state

# 4. 将结果添加到DataFrame，并生成on/down状态列
df['status_on_down'] = df['VALUE'].apply(lambda x: 'on' if x >=5 else 'down')
df['statusA/B'] = status_list

# 查看最终结果
print(df[['time', 'VALUE', 'status_on_down', 'statusA/B']])

代码说明 #

• 状态机核心：通过跟踪prev_state（当前模式）、consecutive_on（连续on次数）、down_count（B状态下连续down次数）三个变量，逐行判断模式切换逻辑
• A状态逻辑：仅在连续3次on时触发切换到B，否则保持A
• B状态逻辑：on时维持B并重置down计数；down时累加计数，满3次切回A，期间若出现on则重置计数继续保持B

验证结果 #

运行代码后生成的statusA/B列与示例数据完全匹配，满足所有规则要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jess