How to efficiently select the top column by grouping for each row of a pandas DataFrame?

This is a continuation of a question I asked previously in How to efficiently select the top N columns by grouping for each row of a pandas DataFrame?. My needs have evolved as I work with my dataset — thanks again to everyone who has helped me so far. Here is the problem as it currently stands:

Let’s say that I have a pandas DataFrame representing the scores of each “contestant” of a hypothetical contest organized by date. Note that there may be sporadic NaN values interspersed:

import numpy as np
import pandas as pd

rng = np.random.default_rng()
dates = pd.date_range('2024-08-01', '2024-08-07')
contestants = ['Alligator', 'Beryl', 'Chupacabra', 'Dandelion', 'Eggplant', 'Feldspar']
scores = rng.random(len(dates) * len(contestants))
scores[rng.integers(len(scores), size=10)] = np.nan
scores = scores.reshape((len(dates), len(contestants)))
scores = pd.DataFrame(scores, dates, contestants)
scores.index.name = 'DATE'
scores.columns.name = 'CONTESTANT'
CONTESTANT  Alligator     Beryl  Chupacabra  Dandelion  Eggplant  Feldspar
DATE
2024-08-01   0.425859  0.869790    0.025546   0.249784  0.164426  0.292931
2024-08-02   0.545743  0.245658    0.384288   0.148041  0.759137       NaN
2024-08-03   0.558930  0.773545    0.215342   0.644964  0.204309       NaN
2024-08-04   0.448075       NaN         NaN   0.795700  0.744143  0.807003
2024-08-05   0.858097  0.349170    0.339740   0.445206       NaN  0.118371
2024-08-06        NaN  0.847647    0.086368   0.806557       NaN       NaN
2024-08-07   0.167334  0.063111    0.152129   0.823477  0.613271  0.709280

In addition, each contestant is mapped to a particular category:

category_mapping = {
    'Alligator': 'Animal',
    'Beryl': 'Mineral',
    'Chupacabra': 'Animal',
    'Dandelion': 'Vegetable',
    'Eggplant': 'Vegetable',
    'Feldspar': 'Mineral'
}

Given this setup, how do I retain the best score from each category in each row, zeroing out or setting to NaN any scores that do not make the cut? For example, the results should look something like this:

CONTESTANT  Alligator     Beryl  Chupacabra  Dandelion  Eggplant  Feldspar
DATE
2024-08-01   0.425859  0.869790    0.000000   0.249784  0.000000  0.000000
2024-08-02   0.545743  0.245658    0.000000   0.000000  0.759137       NaN
2024-08-03   0.558930  0.773545    0.000000   0.644964  0.000000       NaN
2024-08-04   0.448075       NaN         NaN   0.795700  0.000000  0.807003
2024-08-05   0.858097  0.349170    0.000000   0.445206       NaN  0.000000
2024-08-06        NaN  0.847647    0.086368   0.806557       NaN       NaN
2024-08-07   0.167334  0.000000    0.000000   0.823477  0.000000  0.709280

In addition, how do I go about making this fast? My actual application is a Monte Carlo simulation operating on a DataFrame with about 250 rows, 15000 columns, and 175 categories, so efficiency is key here. I’ve gotten this to mostly work through a combination of answers from @mozway and @rezan21 (transpose-groupby-idxmax-transpose) but I suspect that my approach is suboptimal and could be much better. Thanks for your help!

1

Rather similar to the accepted answer by @mozway to your linked post:

  • Map the column labels to the categories (cat).
  • Use df.T and apply df.groupby with groupby.transform + max, and transpose again (max_transform).
  • Use df.where and check for equality between scores and max_transform.
  • Add the alternative condition scores.isna() if you want to preserve np.nan values.
cat = scores.columns.map(category_mapping)

max_transform = scores.T.groupby(cat).transform('max').T

out = scores.where(scores == max_transform, 0)

Output:

CONTESTANT  Alligator     Beryl  Chupacabra  Dandelion  Eggplant  Feldspar
DATE                                                                      
2024-08-01   0.425859  0.869790    0.000000   0.249784  0.000000  0.000000
2024-08-02   0.545743  0.245658    0.000000   0.000000  0.759137  0.000000
2024-08-03   0.558930  0.773545    0.000000   0.644964  0.000000  0.000000
2024-08-04   0.448075  0.000000    0.000000   0.795700  0.000000  0.807003
2024-08-05   0.858097  0.349170    0.000000   0.445206  0.000000  0.000000
2024-08-06   0.000000  0.847647    0.086368   0.806557  0.000000  0.000000
2024-08-07   0.167334  0.000000    0.000000   0.823477  0.000000  0.709280
# preserve `NaN` values
scores.where((scores == max_transform) | (scores.isna()), 0)

CONTESTANT  Alligator     Beryl  Chupacabra  Dandelion  Eggplant  Feldspar
DATE                                                                      
2024-08-01   0.425859  0.869790    0.000000   0.249784  0.000000  0.000000
2024-08-02   0.545743  0.245658    0.000000   0.000000  0.759137       NaN
2024-08-03   0.558930  0.773545    0.000000   0.644964  0.000000       NaN
2024-08-04   0.448075       NaN         NaN   0.795700  0.000000  0.807003
2024-08-05   0.858097  0.349170    0.000000   0.445206       NaN  0.000000
2024-08-06        NaN  0.847647    0.086368   0.806557       NaN       NaN
2024-08-07   0.167334  0.000000    0.000000   0.823477  0.000000  0.709280

Data sample

import pandas as pd
import numpy as np

data = {'index': ['2024-08-01', '2024-08-02', '2024-08-03', '2024-08-04', 
                  '2024-08-05', '2024-08-06', '2024-08-07'], 
        'columns': ['Alligator', 'Beryl', 'Chupacabra', 'Dandelion', 
                    'Eggplant', 'Feldspar'], 
        'data': [[0.425859, 0.86979, 0.025546, 0.249784, 0.164426, 0.292931], 
                 [0.545743, 0.245658, 0.384288, 0.148041, 0.759137, np.nan], 
                 [0.55893, 0.773545, 0.215342, 0.644964, 0.204309, np.nan], 
                 [0.448075, np.nan, np.nan, 0.7957, 0.744143, 0.807003], 
                 [0.858097, 0.34917, 0.33974, 0.445206, np.nan, 0.118371], 
                 [np.nan, 0.847647, 0.086368, 0.806557, np.nan, np.nan], 
                 [0.167334, 0.063111, 0.152129, 0.823477, 0.613271, 0.70928]], 
        'index_names': ['DATE'], 
        'column_names': ['CONTESTANT']
        }

scores = pd.DataFrame.from_dict(data, orient='tight')

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