如何遍历pandas分组中的当前组与下一组配对？

我有一个分组后的DataFrame：

import pandas as pd
df = pd.DataFrame({'a': [0, 0, 1, 1, 2], 'b': range(5)})
g = df.groupby('a')

遍历分组的输出如下：

for key, gr in g:
    print(gr, '\n')

   a  b
0  0  0
1  0  1

   a  b
2  1  2
3  1  3

   a  b
4  2  4

我需要完成一项计算，需要用到每个组及其下一个组（最后一组无需处理）。在这个示例中，我希望得到两组配对：

# 第一组配对：
   a  b
0  0  0
1  0  1

   a  b
2  1  2
3  1  3


# 第二组配对：
   a  b
2  1  2
3  1  3

   a  b
4  2  4

我的尝试 #

如果把分组存储在列表里，实现起来很简单：

lst = list(g)
for x, x_next in zip(lst, lst[1:]):
    # 执行计算逻辑
    ...

但pd.DataFrameGroupBy对象不支持切片操作：

g[1:]       # 报错：TypeError: unhashable type: 'slice'（它误以为我要按列名访问）
g.iloc[1:]  # 报错：AttributeError: 'DataFrameGroupBy' object has no attribute 'iloc'

相关问题没有解决我的问题，我自己能写一个解决方案，但想知道有没有更优、更高效的实现方式（比如pandas原生方法？）

解决方案 #

方法1：将分组转为列表后遍历 #

这是最直接的方式，先把分组对象转为包含(键, 子DataFrame)的列表，再用zip配对当前组和下一组：

import pandas as pd

df = pd.DataFrame({'a': [0, 0, 1, 1, 2], 'b': range(5)})
g = df.groupby('a')
group_list = list(g)

for (curr_key, curr_grp), (next_key, next_grp) in zip(group_list, group_list[1:]):
    print("当前组：")
    print(curr_grp)
    print("下一组：")
    print(next_grp)
    print("---")

输出：

当前组：
   a  b
0  0  0
1  0  1
下一组：
   a  b
2  1  2
3  1  3
---
当前组：
   a  b
2  1  2
3  1  3
下一组：
   a  b
4  2  4
---

方法2：利用分组键的顺序生成配对（适合分组键可排序的场景） #

如果分组键是有序的，可以先获取所有分组键，再通过键来索引对应的组：

keys = list(g.groups.keys())
for i in range(len(keys)-1):
    curr_key = keys[i]
    next_key = keys[i+1]
    curr_grp = g.get_group(curr_key)
    next_grp = g.get_group(next_key)
    # 执行计算逻辑
    print(f"当前组键：{curr_key}")
    print(curr_grp)
    print(f"下一组键：{next_key}")
    print(next_grp)
    print("---")

这种方式不需要把所有组都加载到内存，适合数据量较大的场景，因为get_group是按需取组。

方法3：用itertools的pairwise（Python 3.10+） #

如果你的Python版本是3.10及以上，可以用itertools.pairwise来简化配对逻辑：

from itertools import pairwise

for (curr_key, curr_grp), (next_key, next_grp) in pairwise(g):
    print("当前组：")
    print(curr_grp)
    print("下一组：")
    print(next_grp)
    print("---")

pairwise会自动生成连续的元素对，省去手动切片列表的步骤，代码更简洁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vladimir Fokow