如何按行列遍历DataFrame并计算年度增长率？

需要为如下结构的DataFrame计算年度增长率，按行按列遍历的环节卡住了。

原始DataFrame #

City        2001   2002   2003
New York    20.0   24.1   28.7
Los Angeles 11.1   12.1   13.1

期望结果 #

City        2001   2002   2003
New York    nan    0.20   0.19
Los Angeles nan    0.10   0.09

注：期望结果中Los Angeles的2003年增长率应为(13.1-12.1)/12.1≈0.09，原示例的0.8应为笔误

尝试的Python代码 #

for row in range(len(import_table)):
  for i in column_list:
    if i == "_2000":
         pass
    else:
        calculated_growth =  import_table.iloc[i].sub(import_table.iloc[i-1])
      ## update new DF ##
  column_calc_position = column_calc_position + 1

解决方案 #

推荐方法：用Pandas内置函数pct_change() #

Pandas提供了专门计算增长率的方法，无需手动遍历，效率更高：

import pandas as pd

# 构造原始数据
data = {
    'City': ['New York', 'Los Angeles'],
    '2001': [20.0, 11.1],
    '2002': [24.1, 12.1],
    '2003': [28.7, 13.1]
}
import_table = pd.DataFrame(data)

# 计算增长率
# 1. 将City设为索引，只对年份列计算
# 2. pct_change(axis=1)按行计算后一列相对前一列的增长率
# 3. 重置索引恢复City列
growth_df = import_table.set_index('City').pct_change(axis=1).reset_index()

# 保留两位小数对齐期望结果
growth_df = growth_df.round(2)

print(growth_df)

执行后输出：

City  2001  2002  2003
0     New York   NaN  0.20  0.19
1  Los Angeles   NaN  0.10  0.09

手动遍历的修正版本 #

如果想理解循环逻辑，修正后的代码如下（注意Pandas优先用向量运算而非逐行循环）：

import pandas as pd

data = {
    'City': ['New York', 'Los Angeles'],
    '2001': [20.0, 11.1],
    '2002': [24.1, 12.1],
    '2003': [28.7, 13.1]
}
import_table = pd.DataFrame(data)

# 初始化结果表，保留City列
growth_df = import_table[['City']].copy()
# 提取所有年份列
year_cols = [col for col in import_table.columns if col != 'City']

# 遍历年份列，从第2列开始（索引1）
for idx in range(1, len(year_cols)):
    prev_col = year_cols[idx-1]
    curr_col = year_cols[idx]
    # 整列计算增长率：(当年值-上年值)/上年值
    growth_df[curr_col] = (import_table[curr_col] - import_table[prev_col]) / import_table[prev_col]

# 第一列设为NaN
growth_df[year_cols[0]] = float('nan')
# 调整列顺序和原始表一致
growth_df = growth_df[['City'] + year_cols]
# 保留两位小数
growth_df = growth_df.round(2)

print(growth_df)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jeremiah Taylor