基于指定参数在Pandas中筛选最优结果

这是个很常见的采购场景优化需求，我来一步步带你搞定它：我们要根据df1的订单需求，在df2里按价格从低到高挑选对应symbol和年份的供货条目，凑够需求数量，同时不超过每个供货条目的可供应量。

第一步：先明确示例数据结构 #

先模拟两个符合你需求的DataFrame，方便后续演示：

import pandas as pd

# df1：订单需求表（symbol、年份、需要采购的总量）
df1 = pd.DataFrame({
    'symbol': ['X', 'Y'],
    'year': [2024, 2024],
    'required_qty': [125000, 80000]
})

# df2：供货信息表（symbol、年份、价格、可供应数量）
df2 = pd.DataFrame({
    'symbol': ['X', 'X', 'Y', 'Y'],
    'year': [2024, 2024, 2024, 2024],
    'price': [10, 12, 15, 18],
    'available_qty': [50000, 100000, 60000, 50000]
})

第二步：合并+排序，锁定候选供货条目 #

首先把两个表按symbol和year关联，只保留匹配的条目，然后对每个（symbol, year）组按价格升序排序，这样优先选最便宜的货源：

# 合并两个表，关联条件是symbol和year匹配
merged = pd.merge(df1, df2, on=['symbol', 'year'], how='inner')

# 按symbol、year分组，每组内按price从小到大排序
merged_sorted = merged.sort_values(by=['symbol', 'year', 'price'])

第三步：计算每个条目实际采购量 #

接下来要计算每个供货条目需要拿多少：要么全拿它的可供应量，要么拿剩下还需要的量，直到满足需求。这里用累计求和来判断：

# 按symbol、year分组，计算累计可供应数量
merged_sorted['cumulative_available'] = merged_sorted.groupby(['symbol', 'year'])['available_qty'].cumsum()

# 计算还需要的数量（需求总量 - 之前累计已拿的数量）
merged_sorted['remaining_needed'] = merged_sorted.groupby(['symbol', 'year'])['required_qty'].transform(lambda x: x - merged_sorted['cumulative_available'].shift(fill_value=0))

# 确定实际采购量：取剩余需要量和可供应量的较小值，不能为负数
merged_sorted['purchase_qty'] = merged_sorted[['remaining_needed', 'available_qty']].min(axis=1)
merged_sorted['purchase_qty'] = merged_sorted['purchase_qty'].clip(lower=0)

第四步：生成最终的采购条目列表 #

最后过滤掉采购量为0的条目，整理成你需要的结果：

# 过滤有效采购条目
final_result = merged_sorted[merged_sorted['purchase_qty'] > 0][['symbol', 'year', 'price', 'available_qty', 'purchase_qty']]

# 如果需要生成symbol的列表（按实际采购条目输出）
symbol_list = final_result['symbol'].tolist()

# 如果需要按采购量重复symbol（比如X对应50000和75000的采购量，拆分显示），可以这样：
# symbol_list_expanded = []
# for idx, row in final_result.iterrows():
#     # 这里按每1000单位对应一个symbol，可根据需求调整粒度
#     symbol_list_expanded.extend([row['symbol']] * (row['purchase_qty'] // 1000))

验证结果 #

比如你提到的X订单，需求125000：

• 第一个X条目价格10，可供应50000，全拿后还剩75000需求
• 第二个X条目价格12，可供应100000，拿75000就刚好满足需求
  最终结果里这两个条目都会保留，完全符合你的预期。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者dz333