How to group dataframe rows into list in pandas groupby

Given a dataframe, I want to groupby the first column and get second column as lists in rows, so that a dataframe like:

a b
A 1
A 2
B 5
B 5
B 4
C 6

becomes

A [1,2]
B [5,5,4]
C [6]

How do I do this?

1

You can do this using groupby to group on the column of interest and then apply list to every group:

In [1]: df = pd.DataFrame( {'a':['A','A','B','B','B','C'], 'b':[1,2,5,5,4,6]})
        df

Out[1]: 
   a  b
0  A  1
1  A  2
2  B  5
3  B  5
4  B  4
5  C  6

In [2]: df.groupby('a')['b'].apply(list)
Out[2]: 
a
A       [1, 2]
B    [5, 5, 4]
C          [6]
Name: b, dtype: object

In [3]: df1 = df.groupby('a')['b'].apply(list).reset_index(name='new')
        df1
Out[3]: 
   a        new
0  A     [1, 2]
1  B  [5, 5, 4]
2  C        [6]

17

A handy way to achieve this would be:

df.groupby('a').agg({'b':lambda x: list(x)})

Look into writing Custom Aggregations: https://www.kaggle.com/akshaysehgal/how-to-group-by-aggregate-using-py

3

If performance is important go down to numpy level:

import numpy as np

df = pd.DataFrame({'a': np.random.randint(0, 60, 600), 'b': [1, 2, 5, 5, 4, 6]*100})

def f(df):
         keys, values = df.sort_values('a').values.T
         ukeys, index = np.unique(keys, True)
         arrays = np.split(values, index[1:])
         df2 = pd.DataFrame({'a':ukeys, 'b':[list(a) for a in arrays]})
         return df2

Tests:

In [301]: %timeit f(df)
1000 loops, best of 3: 1.64 ms per loop

In [302]: %timeit df.groupby('a')['b'].apply(list)
100 loops, best of 3: 5.26 ms per loop

2

To solve this for several columns of a dataframe:

In [5]: df = pd.DataFrame( {'a':['A','A','B','B','B','C'], 'b':[1,2,5,5,4,6],'c'
   ...: :[3,3,3,4,4,4]})

In [6]: df
Out[6]: 
   a  b  c
0  A  1  3
1  A  2  3
2  B  5  3
3  B  5  4
4  B  4  4
5  C  6  4

In [7]: df.groupby('a').agg(lambda x: list(x))
Out[7]: 
           b          c
a                      
A     [1, 2]     [3, 3]
B  [5, 5, 4]  [3, 4, 4]
C        [6]        [4]

This answer was inspired from Anamika Modi’s answer. Thank you!

1

Use any of the following groupby and agg recipes.

# Setup
df = pd.DataFrame({
  'a': ['A', 'A', 'B', 'B', 'B', 'C'],
  'b': [1, 2, 5, 5, 4, 6],
  'c': ['x', 'y', 'z', 'x', 'y', 'z']
})
df

   a  b  c
0  A  1  x
1  A  2  y
2  B  5  z
3  B  5  x
4  B  4  y
5  C  6  z

To aggregate multiple columns as lists, use any of the following:

df.groupby('a').agg(list)
df.groupby('a').agg(pd.Series.tolist)

           b          c
a                      
A     [1, 2]     [x, y]
B  [5, 5, 4]  [z, x, y]
C        [6]        [z]

To group-listify a single column only, convert the groupby to a SeriesGroupBy object, then call SeriesGroupBy.agg. Use,

df.groupby('a').agg({'b': list})  # 4.42 ms 
df.groupby('a')['b'].agg(list)    # 2.76 ms - faster

a
A       [1, 2]
B    [5, 5, 4]
C          [6]
Name: b, dtype: object

9

It is time to use agg instead of apply .

When

df = pd.DataFrame( {'a':['A','A','B','B','B','C'], 'b':[1,2,5,5,4,6], 'c': [1,2,5,5,4,6]})

If you want multiple columns stack into list , result in pd.DataFrame

df.groupby('a')[['b', 'c']].agg(list)
# or 
df.groupby('a').agg(list)

If you want single column in list, result in ps.Series

df.groupby('a')['b'].agg(list)
#or
df.groupby('a')['b'].apply(list)

Note, result in pd.DataFrame is about 10x slower than result in ps.Series when you only aggregate single column, use it in multicolumns case .

As you were saying the groupby method of a pd.DataFrame object can do the job.

Example

 L = ['A','A','B','B','B','C']
 N = [1,2,5,5,4,6]

 import pandas as pd
 df = pd.DataFrame(zip(L,N),columns = list('LN'))


 groups = df.groupby(df.L)

 groups.groups
      {'A': [0, 1], 'B': [2, 3, 4], 'C': [5]}

which gives and index-wise description of the groups.

To get elements of single groups, you can do, for instance

 groups.get_group('A')

     L  N
  0  A  1
  1  A  2

  groups.get_group('B')

     L  N
  2  B  5
  3  B  5
  4  B  4

0

Just a suplement. pandas.pivot_table is much more universal and seems more convenient:

"""data"""
df = pd.DataFrame( {'a':['A','A','B','B','B','C'],
                    'b':[1,2,5,5,4,6],
                    'c':[1,2,1,1,1,6]})
print(df)

   a  b  c
0  A  1  1
1  A  2  2
2  B  5  1
3  B  5  1
4  B  4  1
5  C  6  6
"""pivot_table"""
pt = pd.pivot_table(df,
                    values=['b', 'c'],
                    index='a',
                    aggfunc={'b': list,
                             'c': set})
print(pt)
           b       c
a                   
A     [1, 2]  {1, 2}
B  [5, 5, 4]     {1}
C        [6]     {6}

The easiest way I have found to achieve the same thing, at least for one column, which is similar to Anamika’s answer, just with the tuple syntax for the aggregate function.

df.groupby('a').agg(b=('b','unique'), c=('c','unique'))

If looking for a unique list while grouping multiple columns this could probably help:

df.groupby('a').agg(lambda x: list(set(x))).reset_index()

Building upon @B.M answer, here is a more general version and updated to work with newer library version: (numpy version 1.19.2, pandas version 1.2.1)
And this solution can also deal with multi-indices:

However this is not heavily tested, use with caution.

If performance is important go down to numpy level:

import pandas as pd
import numpy as np

np.random.seed(0)
df = pd.DataFrame({'a': np.random.randint(0, 10, 90), 'b': [1,2,3]*30, 'c':list('abcefghij')*10, 'd': list('hij')*30})


def f_multi(df,col_names):
    if not isinstance(col_names,list):
        col_names = [col_names]
        
    values = df.sort_values(col_names).values.T

    col_idcs = [df.columns.get_loc(cn) for cn in col_names]
    other_col_names = [name for idx, name in enumerate(df.columns) if idx not in col_idcs]
    other_col_idcs = [df.columns.get_loc(cn) for cn in other_col_names]

    # split df into indexing colums(=keys) and data colums(=vals)
    keys = values[col_idcs,:]
    vals = values[other_col_idcs,:]
    
    # list of tuple of key pairs
    multikeys = list(zip(*keys))
    
    # remember unique key pairs and ther indices
    ukeys, index = np.unique(multikeys, return_index=True, axis=0)
    
    # split data columns according to those indices
    arrays = np.split(vals, index[1:], axis=1)

    # resulting list of subarrays has same number of subarrays as unique key pairs
    # each subarray has the following shape:
    #    rows = number of non-grouped data columns
    #    cols = number of data points grouped into that unique key pair
    
    # prepare multi index
    idx = pd.MultiIndex.from_arrays(ukeys.T, names=col_names) 

    list_agg_vals = dict()
    for tup in zip(*arrays, other_col_names):
        col_vals = tup[:-1] # first entries are the subarrays from above 
        col_name = tup[-1]  # last entry is data-column name
        
        list_agg_vals[col_name] = col_vals

    df2 = pd.DataFrame(data=list_agg_vals, index=idx)
    return df2

Tests:

In [227]: %timeit f_multi(df, ['a','d'])

2.54 ms ± 64.7 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)

In [228]: %timeit df.groupby(['a','d']).agg(list)

4.56 ms ± 61.5 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100 loops each)


Results:

for the random seed 0 one would get:

1

Let us using df.groupby with list and Series constructor

pd.Series({x : y.b.tolist() for x , y in df.groupby('a')})
Out[664]: 
A       [1, 2]
B    [5, 5, 4]
C          [6]
dtype: object

0

Sorting consumes O(nlog(n)) time which is the most time consuming operation in the solutions suggested above

For a simple solution (containing single column) pd.Series.to_list would work and can be considered more efficient unless considering other frameworks

e.g.

import pandas as pd
from string import ascii_lowercase
import random

def generate_string(case=4):
    return ''.join([random.choice(ascii_lowercase) for _ in range(case)])

df = pd.DataFrame({'num_val':[random.randint(0,100) for _ in range(20000000)],'string_val':[generate_string() for _ in range(20000000)]})


%timeit df.groupby('string_val').agg({'num_val':pd.Series.to_list})

For 20 million records it takes about 17.2 seconds. compared to apply(list) which takes about 19.2 and lambda function which takes about 20.6s

Just to add up to previous answers, In my case, I want the list and other functions like min and max. The way to do that is:

df = pd.DataFrame({
    'a':['A','A','B','B','B','C'], 
    'b':[1,2,5,5,4,6]
})

df=df.groupby('a').agg({
    'b':['min', 'max',lambda x: list(x)]
})

#then flattening and renaming if necessary
df.columns = df.columns.to_flat_index()
df.rename(columns={('b', 'min'): 'b_min', ('b', 'max'): 'b_max', ('b', '<lambda_0>'): 'b_list'},inplace=True)

Here I have grouped elements with “|” as a separator

    import pandas as pd

    df = pd.read_csv('input.csv')

    df
    Out[1]:
      Area  Keywords
    0  A  1
    1  A  2
    2  B  5
    3  B  5
    4  B  4
    5  C  6

    df.dropna(inplace =  True)
    df['Area']=df['Area'].apply(lambda x:x.lower().strip())
    print df.columns
    df_op = df.groupby('Area').agg({"Keywords":lambda x : "|".join(x)})

    df_op.to_csv('output.csv')
    Out[2]:
    df_op
    Area  Keywords

    A       [1| 2]
    B    [5| 5| 4]
    C          [6]

Answer based on @EdChum’s comment on his answer. Comment is this –

groupby is notoriously slow and memory hungry, what you could do is sort by column A, then find the idxmin and idxmax (probably store this in a dict) and use this to slice your dataframe would be faster I think 

Let’s first create a dataframe with 500k categories in first column and total df shape 20 million as mentioned in question.

df = pd.DataFrame(columns=['a', 'b'])
df['a'] = (np.random.randint(low=0, high=500000, size=(20000000,))).astype(str)
df['b'] = list(range(20000000))
print(df.shape)
df.head()
# Sort data by first column 
df.sort_values(by=['a'], ascending=True, inplace=True)
df.reset_index(drop=True, inplace=True)

# Create a temp column
df['temp_idx'] = list(range(df.shape[0]))

# Take all values of b in a separate list
all_values_b = list(df.b.values)
print(len(all_values_b))
# For each category in column a, find min and max indexes
gp_df = df.groupby(['a']).agg({'temp_idx': [np.min, np.max]})
gp_df.reset_index(inplace=True)
gp_df.columns = ['a', 'temp_idx_min', 'temp_idx_max']

# Now create final list_b column, using min and max indexes for each category of a and filtering list of b. 
gp_df['list_b'] = gp_df[['temp_idx_min', 'temp_idx_max']].apply(lambda x: all_values_b[x[0]:x[1]+1], axis=1)

print(gp_df.shape)
gp_df.head()

This above code takes 2 minutes for 20 million rows and 500k categories in first column.

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