Rolling window selection with groupby in pandas

I have the following pandas dataframe:

# Create the DataFrame
df = pd.DataFrame({
    'id': [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2],
    'date': [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12],
    'value': [11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28]
})
df

id  date    value
0   1   1   11
1   1   2   12
2   1   3   13
3   1   4   14
4   1   5   15
5   1   6   16
6   1   7   17
7   1   8   18
8   2   5   21
9   2   6   22
10  2   7   23
11  2   8   24
12  2   9   25
13  2   10  26
14  2   11  27
15  2   12  28

I want to query the above dataframe, in a rolling window manner, for both ids. The rolling window should be of size n.

So, if n==2, in the 1st iteration I would like to query this:

df.query('(id==1 and (date==1 or date==2)) or (id==2 and (date==5 or date==6))')

id  date    value
0   1   1   11
1   1   2   12
8   2   5   21
9   2   6   22

in the 2nd iteration I would like to query this:

df.query('(id==1 and (date==2 or date==3)) or (id==2 and (date==6 or date==7))')

id  date    value
1   1   2   12
2   1   3   13
9   2   6   22
10  2   7   23

in the 3rd iteration I would like to query this:

df.query('(id==1 and (date==3 or date==4)) or (id==2 and (date==7 or date==8))')

id  date    value
2   1   3   13
3   1   4   14
10  2   7   23
11  2   8   24

etc. How could I do that in pandas ? My data has around 500 ids

3

The exact expected logic is not fully clear, but assuming you want to loop over the groups/rolls, you could combine groupby.nth with sliding_window_view. By reusing the DataFrameGroupBy object, will only need to compute the groups once:

import numpy as np
from numpy.lib.stride_tricks import sliding_window_view as swv

n = 2

max_size = df['id'].value_counts(sort=False).max()
g = df.sort_values(by=['id', 'date']).groupby('id', sort=False)

for idx in swv(np.arange(max_size), n):
    print(f'rows {idx}')
    print(g.nth(idx))

Output:

rows [0 1]
   id  date  value
0   1     1     11
1   1     2     12
8   2     5     21
9   2     6     22
rows [1 2]
    id  date  value
1    1     2     12
2    1     3     13
9    2     6     22
10   2     7     23
rows [2 3]
    id  date  value
2    1     3     13
3    1     4     14
10   2     7     23
11   2     8     24
rows [3 4]
    id  date  value
3    1     4     14
4    1     5     15
11   2     8     24
12   2     9     25
rows [4 5]
    id  date  value
4    1     5     15
5    1     6     16
12   2     9     25
13   2    10     26
rows [5 6]
    id  date  value
5    1     6     16
6    1     7     17
13   2    10     26
14   2    11     27
rows [6 7]
    id  date  value
6    1     7     17
7    1     8     18
14   2    11     27
15   2    12     28

Alternatively, and assuming groups with an identical size and sorted by id/date, using shifted indexing:

n = 2
ngroups = df['id'].nunique()
for idx in swv(np.arange(len(df)).reshape(-1, ngroups, order='F'), n, axis=0):
    print(f'indices: {idx.ravel()}')
    print(df.iloc[idx.flat])

Output:

indices: [0 1 8 9]
   id  date  value
0   1     1     11
1   1     2     12
8   2     5     21
9   2     6     22
indices: [ 1  2  9 10]
    id  date  value
1    1     2     12
2    1     3     13
9    2     6     22
10   2     7     23
indices: [ 2  3 10 11]
    id  date  value
2    1     3     13
3    1     4     14
10   2     7     23
11   2     8     24
indices: [ 3  4 11 12]
    id  date  value
3    1     4     14
4    1     5     15
11   2     8     24
12   2     9     25
indices: [ 4  5 12 13]
    id  date  value
4    1     5     15
5    1     6     16
12   2     9     25
13   2    10     26
indices: [ 5  6 13 14]
    id  date  value
5    1     6     16
6    1     7     17
13   2    10     26
14   2    11     27
indices: [ 6  7 14 15]
    id  date  value
6    1     7     17
7    1     8     18
14   2    11     27
15   2    12     28

If I understand well what you expect, you can use a simple loop:

L = int(df.shape[0] / len(df["id"].unique()))  # length for each id (here 16/2 = 8)
for i in range(L-1):
    print(f"Iteration {i+1}:")
    print(df.loc[[i, i+1, i+L, i+L+1]])

Iteration 1:
   id  date  value
0   1     1     11
1   1     2     12
8   2     5     21
9   2     6     22
Iteration 2:
    id  date  value
1    1     2     12
2    1     3     13
9    2     6     22
10   2     7     23
Iteration 3:
    id  date  value
2    1     3     13
3    1     4     14
10   2     7     23
11   2     8     24
Iteration 4:
    id  date  value
3    1     4     14
4    1     5     15
11   2     8     24
12   2     9     25
Iteration 5:
    id  date  value
4    1     5     15
5    1     6     16
12   2     9     25
13   2    10     26
Iteration 6:
    id  date  value
5    1     6     16
6    1     7     17
13   2    10     26
14   2    11     27
Iteration 7:
    id  date  value
6    1     7     17
7    1     8     18
14   2    11     27
15   2    12     28

2

I attempted it by looping through each window and setting the start date for each unique id and create the query conditions for each ID dynamically.

n = 2
unique_ids = df['id'].unique()

start_dates = {uid: df[df['id'] == uid]['date'].min() for uid in unique_ids}

for iteration in range(len(df['date'].unique()) - n + 1):
    query_conditions = []
    for uid in unique_ids:
        start_date = start_dates[uid] + iteration
        end_date = start_date + n - 1
        query_conditions.append(f"(id == {uid} and date >= {start_date} and date <= {end_date})")
    
    query_string = " or ".join(query_conditions)
    result = df.query(query_string)
    
    print(f"Iteration {iteration + 1} Query:")
    print(query_string)
    print(result)
    print("n")

Output

Iteration 1 Query:
(id == 1 and date >= 1 and date <= 2) or (id == 2 and date >= 5 and date <= 6)
   id  date  value
0   1     1     11
1   1     2     12
8   2     5     21
9   2     6     22


Iteration 2 Query:
(id == 1 and date >= 2 and date <= 3) or (id == 2 and date >= 6 and date <= 7)
    id  date  value
1    1     2     12
2    1     3     13
9    2     6     22
10   2     7     23


Iteration 3 Query:
(id == 1 and date >= 3 and date <= 4) or (id == 2 and date >= 7 and date <= 8)
    id  date  value
2    1     3     13
3    1     4     14
10   2     7     23
11   2     8     24


Iteration 4 Query:
(id == 1 and date >= 4 and date <= 5) or (id == 2 and date >= 8 and date <= 9)
    id  date  value
3    1     4     14
4    1     5     15
11   2     8     24
12   2     9     25

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