Python Pandas - 检查区间是否在左侧和右侧打开

介绍

在数据处理中，经常需要检查区间是否在左侧或右侧打开。本文介绍如何使用 Python Pandas 库中的 IntervalIndex 类实现区间检查，并且解释什么是左开右闭区间和左闭右开区间。

区间的表示方式

在 Pandas 中，我们可以使用两种方式来表示区间：

1. 用元组表示区间

例如，(0, 1) 表示一个区间，左端点为0，右端点为1。

1. 用 Pandas 中的 Interval 类表示区间

例如，pd.Interval(0, 1) 表示同样的区间。Pandas 中的 Interval 类不仅可以表示数值区间，还可以表示日期时间区间和字符串区间等。

区间的左右开闭

在数学中，我们通常用括号和方括号分别表示区间开合的情况，例如 [0, 1] 表示一个左闭右闭的区间，(0, 1) 表示一个左开右开的区间，[0, 1) 和 (0, 1] 分别表示一个左闭右开的区间和一个左开右闭的区间。

在 Pandas 中，我们通常使用“closed”参数指定区间的左右开闭情况。默认情况下，区间左右都是闭合的。下面分别介绍如何表示左开右闭区间和左闭右开区间。

检查区间是否在左侧打开

在 Pandas 中，我们可以使用 IntervalIndex 类来检查区间是否在左侧打开。

首先，我们需要创建一个 IntervalIndex 对象。创建 IntervalIndex 对象的方法多种多样，例如可以用列表、元组或者 Series 对象创建。下面我们用一个列表和一个 Series 对象来创建 IntervalIndex 对象。这里我们用的是左开右闭区间。

import pandas as pd

# 用列表创建 IntervalIndex 对象
idx1 = pd.IntervalIndex.from_tuples([(0, 1), (2, 3), (4, 5)], closed='left')
print(idx1)

# 用 Series 对象创建 IntervalIndex 对象
s = pd.Series(['(0, 1]', '(2, 3]', '[4, 5)'])
idx2 = pd.IntervalIndex.from_arrays(s.str.strip('[]()').str.split(',').str[0].astype(float), s.str.strip('[]()').str.split(',').str[1].astype(float), closed='left')
print(idx2)

以上代码分别用列表和 Series 对象创建了 IntervalIndex 对象，表示了一个左开右闭的区间序列。其中列表中的每个元素是用元组表示的数值区间，Series 对象中的每个元素是用字符串表示的数值区间。

接下来，我们可以使用 left_open 方法和 right_open 方法来检查区间是否在左侧打开，返回的是一个布尔值的 Series。左侧打开的区间包括左端点，不包括右端点。左侧闭合的区间都包括左右端点。

print(idx1.left_open)
print(idx2.right_open)

以上代码分别检查了 idx1 和 idx2 中的区间是否在左侧打开，返回了一个布尔值的 Series。

检查区间是否在右侧打开

与检查区间是否在左侧打开类似，我们可以使用 right_open 方法来检查区间是否在右侧打开。右侧打开的区间包括右端点，不包括左端点。右侧闭合的区间都包括左右端点。

print(idx1.right_open)
print(idx2.left_open)

以上代码分别检查了 idx1 和 idx2 中的区间是否在右侧打开，返回了一个布尔值的 Series。

结论

本文介绍了如何使用 Pandas 中的 IntervalIndex 类来检查区间是否在左侧和右侧打开。文中也解释了什么是左开右闭区间和左闭右开区间。经常使用区间的童鞋们，千万不要混淆左右开闭的概念啊！