Assign multi-index variable values based on the number of elements in a dataframe that match a selection criteria

I have a large csv dataset the looks like the following:

id,x,y,z
34295,695.117,74.0177,70.6486
20915,800.784,98.5225,19.3014
30369,870.428,98.742,23.9953
48151,547.681,53.055,174.176
34026,1231.02,73.7678,203.404
34797,782.725,73.9831,218.592
15598,983.502,82.9373,314.081
34076,614.738,86.3301,171.316
20328,889.016,98.9201,13.3068
...

If I consider each of these lines an element, I would like to have a data structure where I can easily divide space into x,y,z ranges (3-d blocks of space) and determine how many elements are within a given block.

For instance if I divided into cubes of 100 x 100 x 100:

counts[900][100][100] = 3

because id’s 20915, 30369, and 20328 from the excerpt of the csv above are all within the range x = 800-900, y = 0-100, and z = 0-100.

The brute force way to create something like this is to create a multi-level dictionary as follows:

import numpy
import pandas

df = pandas.read_csv("test.csv")

xs = numpy.linspace(0, 1300, 14, endpoint=True)
ys = numpy.linspace(0, 1000, 11, endpoint=True)
zs = numpy.linspace(0, 1000, 11, endpoint=True)

c = {}
for x_index, x in enumerate(xs[:-1]):
    c[xs[x_index + 1]] = {}
    for y_index, y in enumerate(ys[:-1]):
        c[xs[x_index + 1]][ys[y_index + 1]] = {}
        for z_index, z in enumerate(zs[:-1]):
            c[xs[x_index + 1]][ys[y_index + 1]][zs[z_index + 1]] = df[(df["x"] > xs[x_index]) & (df["x"] <= xs[x_index + 1]) & (df["y"] > ys[y_index]) & (df["y"] <= ys[y_index + 1]) & (df["z"] > zs[z_index]) & (df["z"] <= zs[z_index + 1])]["id"].count()
            if (c[xs[x_index + 1]][ys[y_index + 1]][zs[z_index + 1]] > 0):
                print("c[" + str(xs[x_index + 1]) + "][" + str(ys[y_index + 1]) + "][" + str(zs[z_index + 1]) + "] = " + str(c[xs[x_index + 1]][ys[y_index + 1]][zs[z_index + 1]]))

This gives the expected output of:

c[600.0][100.0][200.0] = 1
c[700.0][100.0][100.0] = 1
c[700.0][100.0][200.0] = 1
c[800.0][100.0][300.0] = 1
c[900.0][100.0][100.0] = 3
c[1000.0][100.0][400.0] = 1
c[1300.0][100.0][300.0] = 1

But since the actual production CSV file is very large, it is quite slow.
Any suggestions for how to make it fast and a little less clunky?

You could cut and value_counts:

tmp = df[['x', 'y', 'z']]
bins = np.arange(0, np.ceil(np.max(tmp)/100)*100, 100)

tmp.apply(lambda s: pd.cut(s, bins, labels=bins[1:])).value_counts().to_dict()

Output:

{(900.0, 100.0, 100.0): 3,
 (600.0, 100.0, 200.0): 1,
 (700.0, 100.0, 100.0): 1,
 (700.0, 100.0, 200.0): 1,
 (800.0, 100.0, 300.0): 1,
 (1000.0, 100.0, 400.0): 1}

Or round up to the nearest 100 before value_counts:

(np.ceil(df[['x', 'y', 'z']].div(100))
   .mul(100).astype(int)
   .value_counts(sort=False)
   .to_dict()
)

Output:

{(600, 100, 200): 1,
 (700, 100, 100): 1,
 (700, 100, 200): 1,
 (800, 100, 300): 1,
 (900, 100, 100): 3,
 (1000, 100, 400): 1,
 (1300, 100, 300): 1}

Try with a multi-dimensional histogram, via numpy.histogramdd:

cols = df[['x', 'y', 'z']].values

counts, _ = np.histogramdd(cols, bins=[xs, ys, zs])

nonzero_indices = np.argwhere(counts > 0)
counts_nonzero = {}

for idx in nonzero_indices:
    i, j, k = idx
    key = (int(xs[i + 1]), int(ys[j + 1]), int(zs[k + 1]))
    counts_nonzero[key] = int(counts[i, j, k])
    
counts_nonzero

Ouptut:

{(600, 100, 200): 1,
 (700, 100, 100): 1,
 (700, 100, 200): 1,
 (800, 100, 300): 1,
 (900, 100, 100): 3,
 (1000, 100, 400): 1,
 (1300, 100, 300): 1}

2

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật