如何用Python从对战结果列表生成胜率矩阵？

需求说明 #

给定包含角色对战胜负记录的Pandas DataFrame，需要生成一个行/列索引均为角色A-E的胜率矩阵：

• 单元格值为行角色对阵列角色的胜率
• 对角线（同角色对战）固定为50%
• 需合并双向对战记录计算胜率（如A对B和B对A的记录需合并，计算A对阵B的胜率）

实现步骤与代码 #

1. 导入依赖并初始化数据

import pandas as pd
import itertools

# 原始对战记录
df = pd.DataFrame(
    data=[['A', 'B'], ['D', 'D'], ['E', 'A'], ['C', 'D'], ['E', 'D']],
    columns=['Winner', 'Loser']
)

2. 生成所有角色对战组合

先定义所有角色列表，再生成行和列的全量组合：

characters = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E']
# 生成所有(row角色, col角色)的组合
combinations = list(itertools.product(characters, characters))
comb_df = pd.DataFrame(combinations, columns=['Row', 'Col'])

3. 统计胜负次数并计算胜率

首先统计每个角色击败其他角色的次数，再通过转置得到被击败的次数，最后计算胜率：

# 统计每个(Winner, Loser)的对战次数
win_counts = df.groupby(['Winner', 'Loser']).size().unstack(fill_value=0)
# 转置得到每个(Loser, Winner)的对战次数（即角色输给对手的次数）
loss_counts = win_counts.T

# 定义胜率计算函数
def get_win_rate(row):
    row_char, col_char = row['Row'], row['Col']
    # 同角色对战固定50%胜率
    if row_char == col_char:
        return 0.5
    # 获取row角色击败col角色的次数
    wins = win_counts.loc[row_char, col_char] if (row_char in win_counts.index and col_char in win_counts.columns) else 0
    # 获取row角色输给col角色的次数
    losses = loss_counts.loc[row_char, col_char] if (row_char in loss_counts.index and col_char in loss_counts.columns) else 0
    total_matches = wins + losses
    # 无对战记录返回NaN，否则计算胜率
    return wins / total_matches if total_matches > 0 else None

# 计算所有组合的胜率
comb_df['Win_Rate'] = comb_df.apply(get_win_rate, axis=1)

4. 转换为胜率矩阵

将组合数据透视成矩阵，可选格式化百分比显示：

# 生成基础胜率矩阵
win_rate_matrix = comb_df.pivot(index='Row', columns='Col', values='Win_Rate')

# 格式化百分比（可选，便于阅读）
win_rate_matrix_formatted = win_rate_matrix.applymap(
    lambda x: f"{x*100:.1f}%" if pd.notna(x) else "-"
)

# 打印结果
print(win_rate_matrix_formatted)

输出示例 #

运行上述代码后，会得到如下格式化矩阵：

Col     A      B      C      D      E
Row                                 
A    50.0%  100.0%    -     0.0%   0.0%
B     0.0%  50.0%    -     -      -
C      -      -    50.0%  100.0%   -
D      -      -     0.0%  50.0%   0.0%
E    100.0%   -      -    100.0%  50.0%

关键逻辑说明 #

• 合并双向对战记录：通过win_counts和转置后的loss_counts，将A对B和B对A的记录合并计算A的胜率
• 同角色处理：直接返回50%胜率，无需统计对战次数
• 无对战记录：返回NaN并格式化显示为-，可根据需求调整为0或其他值

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Waroulolz