Centralized Data / DataFrame Metadata in Python

Question:

I’m looking for best practices or a good workflow to manage DataFrame metadata in a centralized way in Python. Specifically, I need to handle column names, data types, and NaN values flexibly as I load, clean, and process data. What are common solutions / best practices?

Background:

  • Data Loading: I want to assign column names dynamically when loading data from CSV files.
  • Data Processing: I clean and process data in multiple steps, sometimes adding new feature columns.
  • Centralized Metadata: I’m aiming for a centralized approach to managing column names, data types, etc., so that I can easily adjust them later on. Ideally, I’d like to reference columns like df[metadata.column1].

What I’ve Tried:

  • Pandera: I explored using Pandera, but it seems more focused on data validation rather than metadata management or column referencing.
  • Custom Classes: I experimented with creating a Column dataclass and a Schema class to store DataFrame metadata. Here’s a simplified version of what I did:
Plain text
Copy to clipboard
Open code in new window
EnlighterJS 3 Syntax Highlighter
<code>from typing import Any
from dataclasses import dataclass
import pandas as pd
@dataclass
class Column:
name: str
dtype: str = None
nan_values: list[Any] | Any = None
class BaseSchema:
@staticmethod
def column_names(self):
return [col.name for col in self.__dict__.values() if isinstance(col, Column)]
@staticmethod
def dtypes(self):
return {col.name: col.dtype for col in self.__dict__.values() if isinstance(col, Column)}
@staticmethod
def na_values(self):
return {col.name: col.nan_values for col in self.__dict__.values() if isinstance(col, Column)}
class ImportSchema(BaseSchema):
region = Column(name="region", dtype="category")
category = Column(name="category", dtype="category")
parameter = Column(name="parameter", dtype="category")
model = Column(name="model", dtype="category")
powertrain = Column(name="powertrain", dtype="category")
year = Column(name="year", dtype='Int64')
unit = Column(name="unit", dtype="category")
value = Column(name="value", dtype=float)
class CleanedSchema(ImportSchema):
region = Column(name="region_cleaned", dtype="category")
class ProcessedSchema(CleanedSchema):
region = Column(name="region_processed", dtype="category")
class FeatureSchema(ProcessedSchema):
new_feature = Column(name="new_feature", dtype="category")
def load_data(path: str) -> pd.DataFrame:
return pd.read_csv(path, dtype=ImportSchema.dtypes(), na_values=ImportSchema.na_values())
if __name__ == "__main__":
df = load_data(r"data.csv")
df = df.rename(columns={ImportSchema.region.name: CleanedSchema.region.name}).astype(CleanedSchema.region.dtype)
df[FeatureSchema.new_feature.name] = df[CleanedSchema.region.name].apply(do_something).astype(FeatureSchema.new_feature.dtype)
</code>
<code>from typing import Any from dataclasses import dataclass import pandas as pd @dataclass class Column: name: str dtype: str = None nan_values: list[Any] | Any = None class BaseSchema: @staticmethod def column_names(self): return [col.name for col in self.__dict__.values() if isinstance(col, Column)] @staticmethod def dtypes(self): return {col.name: col.dtype for col in self.__dict__.values() if isinstance(col, Column)} @staticmethod def na_values(self): return {col.name: col.nan_values for col in self.__dict__.values() if isinstance(col, Column)} class ImportSchema(BaseSchema): region = Column(name="region", dtype="category") category = Column(name="category", dtype="category") parameter = Column(name="parameter", dtype="category") model = Column(name="model", dtype="category") powertrain = Column(name="powertrain", dtype="category") year = Column(name="year", dtype='Int64') unit = Column(name="unit", dtype="category") value = Column(name="value", dtype=float) class CleanedSchema(ImportSchema): region = Column(name="region_cleaned", dtype="category") class ProcessedSchema(CleanedSchema): region = Column(name="region_processed", dtype="category") class FeatureSchema(ProcessedSchema): new_feature = Column(name="new_feature", dtype="category") def load_data(path: str) -> pd.DataFrame: return pd.read_csv(path, dtype=ImportSchema.dtypes(), na_values=ImportSchema.na_values()) if __name__ == "__main__": df = load_data(r"data.csv") df = df.rename(columns={ImportSchema.region.name: CleanedSchema.region.name}).astype(CleanedSchema.region.dtype) df[FeatureSchema.new_feature.name] = df[CleanedSchema.region.name].apply(do_something).astype(FeatureSchema.new_feature.dtype) </code>
from typing import Any
from dataclasses import dataclass
import pandas as pd

@dataclass
class Column:
    name: str
    dtype: str = None
    nan_values: list[Any] | Any = None
    
class BaseSchema:
    @staticmethod
    def column_names(self):
        return [col.name for col in self.__dict__.values() if isinstance(col, Column)]
    
    @staticmethod
    def dtypes(self):
        return {col.name: col.dtype for col in self.__dict__.values() if isinstance(col, Column)}
    
    @staticmethod
    def na_values(self):
        return {col.name: col.nan_values for col in self.__dict__.values() if isinstance(col, Column)}

class ImportSchema(BaseSchema):
    region = Column(name="region", dtype="category")
    category = Column(name="category", dtype="category")
    parameter = Column(name="parameter", dtype="category")
    model = Column(name="model", dtype="category")
    powertrain = Column(name="powertrain", dtype="category")
    year = Column(name="year", dtype='Int64')
    unit = Column(name="unit", dtype="category")
    value = Column(name="value", dtype=float)

class CleanedSchema(ImportSchema):
    region = Column(name="region_cleaned", dtype="category")

class ProcessedSchema(CleanedSchema):
    region = Column(name="region_processed", dtype="category")

class FeatureSchema(ProcessedSchema):
    new_feature = Column(name="new_feature", dtype="category")

def load_data(path: str) -> pd.DataFrame:
    return pd.read_csv(path, dtype=ImportSchema.dtypes(), na_values=ImportSchema.na_values())

if __name__ == "__main__":
    df = load_data(r"data.csv")
    df = df.rename(columns={ImportSchema.region.name: CleanedSchema.region.name}).astype(CleanedSchema.region.dtype)
    df[FeatureSchema.new_feature.name] = df[CleanedSchema.region.name].apply(do_something).astype(FeatureSchema.new_feature.dtype)

New contributor

feuermelder123 is a new contributor to this site. Take care in asking for clarification, commenting, and answering.
Check out our Code of Conduct.

3

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