Pyspark 读 DataFrame 的使用与基本操作

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data_path = "./test_file.json"  # 本地
# data_path = "hdfs://..."
df = spark.read.json(data_path)
df = spark.read.option("multiLine", True).option("mode", "PERMISSIVE").json(data_path)
读 parquet
data_path = "hdfs://..."  
df = spark.read.parquet(data_path)
三、基本操作
2.1 建立SparkSession对象
一切操作之前需要先建立一个SparkSession对象(运行Spark code的Entrance point,可以理解为交互部件)：
详见： pyspark.sql module




    

from pyspark.sql import SparkSession
spark = SparkSession.builder.master("local").appName("Word Count").config("spark.some.config.option", "some-value").getOrCreate()
# spark = SparkSession.builder.appName('mu').master('local').getOrCreate()
如果遇到如下报错
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/my_name/caogao/code_test_1/code_test_pyspark.py", line 5, in <module>
    spark = SparkSession.builder.master("local").getOrCreate()
  File "/Users/my_name/opt/anaconda3/envs/py3.7/lib/python3.7/site-packages/pyspark/sql/session.py", line 186, in getOrCreate
    sc = SparkContext.getOrCreate(sparkConf)
  File "/Users/my_name/opt/anaconda3/envs/py3.7/lib/python3.7/site-packages/pyspark/context.py", line 376, in getOrCreate
    SparkContext(conf=conf or SparkConf())
  File "/Users/my_name/opt/anaconda3/envs/py3.7/lib/python3.7/site-packages/pyspark/context.py", line 136, in __init__
    conf, jsc, profiler_cls)
  File "/Users/my_name/opt/anaconda3/envs/py3.7/lib/python3.7/site-packages/pyspark/context.py", line 198, in _do_init
    self._jsc = jsc or self._initialize_context(self._conf._jconf)
  File "/Users/my_name/opt/anaconda3/envs/py3.7/lib/python3.7/site-packages/pyspark/context.py", line 315, in _initialize_context
    return self._jvm.JavaSparkContext(jconf)
  File "/Users/my_name/opt/anaconda3/envs/py3.7/lib/python3.7/site-packages/py4j/java_gateway.py", line 1569, in __call__
    answer, self._gateway_client, None, self._fqn)
  File "/Users/my_name/opt/anaconda3/envs/py3.7/lib/python3.7/site-packages/py4j/protocol.py", line 328, in get_return_value
    format(target_id, ".", name), value)
py4j.protocol.Py4JJavaError: An error occurred while calling None.org.apache.spark.api.java.JavaSparkContext.
: java.net.BindException: Can't assign requested address: Service 'sparkDriver' failed after 16 retries (on a random free port)! Consider explicitly setting the appropriate binding address for the service 'sparkDriver' (for example spark.driver.bindAddress for SparkDriver) to the correct binding address.
则在开头添加代码
import pyspark
conf = pyspark.SparkConf().set('spark.driver.host','127.0.0.1')
sc = pyspark.SparkContext(master='local', appName='myAppName',conf=conf)
参考：解决方案
2.2 创建模拟数据表
test = []
test.append((1, 'age', '30', 50, 40))
test.append((1, 'city', 'beijing', 50, 40))
test.append((1, 'gender', 'fale', 50, 40))
test.append((1, 'height', '172cm', 50, 40))
test.append((1, 'weight', '70kg', 50, 40))
test.append((2, 'age', '26', 100, 80))
test.append((2, 'city', 'beijing', 100, 80))
test.append((2, 'gender', 'fale', 100, 80))
test.append((2, 'height', '170cm', 100, 80))
test.append((2, 'weight', '65kg', 100, 80))
test.append((3, 'age', '35', 99, 99))
test.append((3, 'city', 'nanjing', 99, 99))
test.append((3, 'gender', 'female', 99, 99))
test.append((3, 'height', '161cm', 99, 99))
test.append((3, 'weight', '50kg', 99, 99))
df = spark.createDataFrame(test,
						  ['user_id', 'attr_name','attr_value', 'income', 'expenses'])
df = spark.createDataFrame([('1', 'Joe', '70000', '1'), ('2', 'Henry', '80000', None)],
                           ['Id', 'Name', 'Sallary', 'DepartmentId'])
2.3 查
2.3.1 行元素查询操作
1. 打印数据
df.show()默认打印前20条数据，当然可以指定具体打印多少条数据。
如果有些属性值特别长，pyspark会截断数据导致打不全，这时候可以使用. df.show(truncate=False)
>>> df.show()
+-------+---------+----------+------+--------+
|user_id|attr_name|attr_value|income|expenses|
+-------+---------+----------+------+--------+
|      1|      age|        30|    50|      40|
|      1|     city|   beijing|    50|      40|
|      1|   gender|      fale|    50|      40|
|      1|   height|     172cm|    50|      40|
|      1|   weight|      70kg|    50|      40|
|      2|      age|        26|   100|      80|
|      2|     city|   beijing|   100|      80|
|      2|   gender|      fale|   100|      80|
|      2|   height|     170cm|   100|      80|
|      2|   weight|      65kg|   100|      80|
|      3|      age|        35|    99|      99|
|      3|     city|   nanjing|    99|      99|
|      3|   gender|    female|    99|      99|
|      3|   height|     161cm|    99|      99|
|      3|   weight|      50kg|    99|      99|
+-------+---------+----------+------+--------+
>>> df.show(3)
+-------+---------+----------+------+--------+
|user_id|attr_name|attr_value|income|expenses|
+-------+---------+----------+------+--------+
|      1|      age|        30|    50|      40|
|      1|     city|   beijing|    50|      40|
|      1|   gender|      fale|    50|      40|
+-------+---------+----------+------+--------+
only showing top 3 rows
2. 打印概要
>>> df.printSchema()
 |-- user_id: long (nullable = true)
 |-- attr_name: string (nullable = true)
 |-- attr_value: string (nullable = true)
 |-- income: long (nullable = true)
 |-- expenses: long (nullable = true)
3. 查询总行数
>>> df.count()
4. 获取头几行到本地
>>> list = df.head(3) 
>>> df.head(3)
[Row(user_id=1, attr_name=u'age', attr_value=u'30', income=50, expenses=40), Row(user_id=1, attr_name=u'city', attr_value=u'beijing', income=50, expenses=40), Row(user_id=1, attr_name=u'gender', attr_value=u'fale', income=50, expenses=40)]
>>> df.take(5)
[Row(user_id=1, attr_name=u'age', attr_value=u'30', income=50, expenses=40), Row(user_id=1, attr_name=u'city', attr_value=u'beijing', income=50, expenses=40), Row(user_id=1, attr_name=u'gender', attr_value=u'fale', income=50, expenses=40), Row(user_id=1, attr_name=u'height', attr_value=u'172cm', income=50, expenses=40), Row(user_id=1, attr_name=u'weight', attr_value=u'70kg', income=50, expenses=40)]
5. 查询某列为null的行
>>> from pyspark.sql.functions import isnull
>>> df = df.filter(isnull("income"))
>>> df.show()
19/02/22 17:05:51 WARN DFSClient: Slow ReadProcessor read fields took 87487ms (threshold=30000ms); ack: seqno: 198 reply: SUCCESS reply: SUCCESS reply: SUCCESS downstreamAckTimeNanos: 17565965 flag: 0 flag: 0 flag: 0, targets: [DatanodeInfoWithStorage[172.21.3.38:50010,DS-82aedc87-a850-40aa-9d04-dc62ab0988ef,DISK], DatanodeInfoWithStorage[172.21.80.165:50010,DS-305daec5-3c77-48cd-bee2-4f839aea8bb4,DISK], DatanodeInfoWithStorage[172.21.151.40:50010,DS-29ba84d5-ad7d-407f-9484-d85aa3f0a736,DISK]]
+-------+---------+----------+------+--------+
|user_id|attr_name|attr_value|income|expenses|
+-------+---------+----------+------+--------+
+-------+---------+----------+------+--------+
6. 输出list类型，list中每个元素是Row类：
>>> df.collect()
[Row(user_id=1, attr_name=u'age', attr_value=u'30', income=50, expenses=40), Row(user_id=1, attr_name=u'city', attr_value=u'beijing', income=50, expenses=40), Row(user_id=1, attr_name=u'gender', attr_value=u'fale', income=50, expenses=40), Row(user_id=1, attr_name=u'height', attr_value=u'172cm', income=50, expenses=40), Row(user_id=1, attr_name=u'weight', attr_value=u'70kg', income=50, expenses=40), Row(user_id=2, attr_name=u'age', attr_value=u'26', income=100, expenses=80), Row(user_id=2, attr_name=u'city', attr_value=u'beijing', income=100, expenses=80), Row(user_id=2, attr_name=u'gender', attr_value=u'fale', income=100, expenses=80), Row(user_id=2, attr_name=u'height', attr_value=u'170cm', income=100, expenses=80), Row(user_id=2, attr_name=u'weight', attr_value=u'65kg', income=100, expenses=80), Row(user_id=3, attr_name=u'age', attr_value=u'35', income=99, expenses=99), Row(user_id=3, attr_name=u'city', attr_value=u'nanjing', income=99, expenses=99), Row(user_id=3, attr_name=u'gender', attr_value=u'female', income=99, expenses=99), Row(user_id=3, attr_name=u'height', attr_value=u'161cm', income=99, expenses=99), Row(user_id=3, attr_name=u'weight', attr_value=u'50kg', income=99, expenses=99)]
注：此方法将所有数据全部导入到本地，返回一个Array对象。当然，我们可以取出Array中的值，是一个Row，我们也可以取出Row中的值。




    

>>> list = df.collect()
>>> 19/02/22 16:54:04 WARN DFSClient: Slow ReadProcessor read fields took 43005ms (threshold=30000ms); ack: seqno: 179 reply: SUCCESS reply: SUCCESS reply: SUCCESS downstreamAckTimeNanos: 18446744073455908425 flag: 0 flag: 0 flag: 0, targets: [DatanodeInfoWithStorage[172.21.3.38:50010,DS-82aedc87-a850-40aa-9d04-dc62ab0988ef,DISK], DatanodeInfoWithStorage[172.21.80.165:50010,DS-305daec5-3c77-48cd-bee2-4f839aea8bb4,DISK], DatanodeInfoWithStorage[172.21.151.40:50010,DS-29ba84d5-ad7d-407f-9484-d85aa3f0a736,DISK]]
>>> list[0]
Row(user_id=1, attr_name=u'age', attr_value=u'30', income=50, expenses=40)
>>> list[0][1]
u'age'
7. 查询概况
>>> df.describe().show()
19/02/22 16:58:23 WARN DFSClient: Slow ReadProcessor read fields took 78649ms (threshold=30000ms); ack: seqno: 188 reply: SUCCESS reply: SUCCESS reply: SUCCESS downstreamAckTimeNanos: 187817284 flag: 0 flag: 0 flag: 0, targets: [DatanodeInfoWithStorage[172.21.3.38:50010,DS-82aedc87-a850-40aa-9d04-dc62ab0988ef,DISK], DatanodeInfoWithStorage[172.21.80.165:50010,DS-305daec5-3c77-48cd-bee2-4f839aea8bb4,DISK], DatanodeInfoWithStorage[172.21.151.40:50010,DS-29ba84d5-ad7d-407f-9484-d85aa3f0a736,DISK]]
+-------+------------------+---------+------------------+-----------------+------------------+
|summary|           user_id|attr_name|        attr_value|           income|          expenses|
+-------+------------------+---------+------------------+-----------------+------------------+
|  count|                15|       15|                15|               15|                15|
|   mean|               2.0|     null|30.333333333333332|             83.0|              73.0|
| stddev|0.8451542547285166|     null| 4.509249752822894|24.15722311383137|25.453037988757707|
|    min|                 1|      age|             161cm|               50|                40|
|    max|                 3|   weight|           nanjing|              100|                99|
+-------+------------------+---------+------------------+-----------------+------------------+
8. 去重set操作
distinct() 无法传参
>>> df.distinct().show()
+-------+                                                                       
|user_id|
+-------+
|      1|
|      3|
|      2|
+-------+
去重并计数
df.groupBy("col1").agg(F.countDistinct("col2")).orderBy("col1", ascending=False).show()
# 和下面分多次统计，效果相同
df1 = req_df.filter("col1=1").select("col2").dropDuplicates(subset=["col2"])
df1.count()
dfn = req_df.filter("col1=n").select("col2").dropDuplicates(subset=["col2"])
dfn.count()
如果要传参，选择需要去重的列，采用dropDuplicates()
A = [("A", 1, "AAA", "AAAAA"), ("A", 2, "AAA", "AAAAA")]
df = spark.createDataFrame(A,['name','id', "name1", "name2"])
df.show()
+----+---+-----+-----+
|name| id|name1|name2|
+----+---+-----+-----+
|   A|  1|  AAA|AAAAA|
|   A|  2|  AAA|AAAAA|
+----+---+-----+-----+
# 直接 df.dropDuplicates() 只有当整行相同时才能去重
df.dropDuplicates().show()
+----+---+-----+-----+
|name| id|name1|name2|
+----+---+-----+-----+
|   A|  2|  AAA|AAAAA|
|   A|  1|  AAA|AAAAA|
+----+---+-----+-----+
# 针对某些列去重1
df.dropDuplicates(subset=["name", "name1", "name2"]).show()
+----+---+-----+-----+
|name| id|name1|name2|
+----+---+-----+-----+
|   A|  1|  AAA|AAAAA|
+----+---+-----+-----+
# 针对某些列去重2
df.dropDuplicates(subset=[c for c in df.columns if c != "id"]).show()
+----+---+-----+-----+
|name| id|name1|name2|
+----+---+-----+-----+
|   A|  1|  AAA|AAAAA|
+----+---+-----+-----+
2.3.2 列元素操作
1. 选择一列或多列：select
一般来说，select 和 selectExpr 是一样的，区别可以看 Spark---DataFrame学习(二)——select、selectExpr函数
df.select("age").show()
df["age"]
df.age
df.select(“name”)
df.select(df[‘name’], df[‘age’]+1)
df.select(df.a, df.b, df.c)    # 选择a、b、c三列
df.select(df["a"], df["b"], df["c"])    # 选择a、b、c三列
2. where按条件选择（filter 和 where 是一样的）
语法：where(conditionExpr: String)
传入筛选条件表达式，可以用and和or。得到DataFrame类型的返回结果
注意：字符串 b 需要加引号
>>> df.where("id = 1 or c1 = 'b'" ).show()                     
+-------+---------+----------+------+--------+
| id    |attr_name|attr_value|income|   c1   |
+-------+---------+----------+------+--------+
|      1|      age|        30|    50|      c|
|      2|     city|   beijing|    50|      b|
|      2|   gender|      fale|    50|      b|
|      3|   height|     172cm|    50|      b|
|      4|   weight|      70kg|    50|      b|
+-------+---------+----------+------+--------+
3. filter 根据字段选择（filter 和 where 是一样的）
注意：filter 有好几种用法，推荐第一种
df.filter("id = 1 or c1 = 'b'" ).show()
df.filter((df.id =="1") & (df.c1=="b"))
df.filter((df.id =="1") | (df.c1=="b"))
df.filter('id=="1"').filter('c1=="b"')
df.filter("id == 1 or c1 == 'b'")
对于 bool 型字段
A = [('Pirate',True),('Monkey',False), ('Ninja',True),('Dodo',False), ('Spa',False)]
df = spark.createDataFrame(A,['name','is_boy'])
df.show()
+------+------+
|  name|is_boy|
+------+------+
|Pirate|  true|
|Monkey| false|
| Ninja|  true|
|  Dodo| false|
|   Spa| false|
+------+------+
# 大写 True 可以
df.filter("is_boy=True").show()
+------+------+
|  name|is_boy|
+------+------+
|Pirate|  true|
| Ninja|  true|
+------+------+
# 小写 true 也可以
df.filter("is_boy=true").show()
+------+------+
|  name|is_boy|
+------+------+
|Pirate|  true|
| Ninja|  true|
+------+------+
# 下面这种写法也可以（默认=True）
df.filter("is_boy").show()
+------+------+
|  name|is_boy|
+------+------+
|Pirate|  true|
| Ninja|  true|
+------+------+
df.filter("is_boy=False").show()
+------+------+
|  name|is_boy|
+------+------+
|Monkey| false|
|  Dodo| false|
|   Spa| false|
+------+------+
对于 Null 类型
可以有2种用法
import pyspark.sql.functions as F
df_.show()
+----+-----+
|name|value|
+----+-----+
|   a| null|
|   b|    2|
|   c| null|
+----+-----+
df_.filter("value is null").show()
df_.filter(F.col("value").isNull()).show()
+----+-----+
|name|value|
+----+-----+
|   a| null|
|   c| null|
+----+-----+
df_.filter("value is not null").show()
df_.filter(F.col("value").isNotNull()).show()
+----+-----+
|name|value|
+----+-----+
|   b|    2|
+----+-----+
对于空字符串（非 null）
df_.show()
+----+-----+
|name|value|
+----+-----+
|   a|     |
|   b|    2|
|   c|     |
+----+-----+
df_.filter("value=''").show()  # 空字符串
+----+-----+
|name|value|
+----+-----+
|   a|     |
|   c|     |
+----+-----+
2.3.3 排序
1. orderBy：按指定字段排序，默认为升序
>>> df.orderBy(df.income.desc()).show()         
19/02/22 18:02:31 WARN DFSClient: Slow ReadProcessor read fields took 87360ms (threshold=30000ms); ack: seqno: 325 reply: SUCCESS reply: SUCCESS reply: SUCCESS downstreamAckTimeNanos: 14139744 flag: 0 flag: 0 flag: 0, targets: [DatanodeInfoWithStorage[172.21.3.38:50010,DS-82aedc87-a850-40aa-9d04-dc62ab0988ef,DISK], DatanodeInfoWithStorage[172.21.80.165:50010,DS-305daec5-3c77-48cd-bee2-4f839aea8bb4,DISK], DatanodeInfoWithStorage[172.21.151.40:50010,DS-29ba84d5-ad7d-407f-9484-d85aa3f0a736,DISK]]
+-------+---------+----------+------+--------+
|user_id|attr_name|attr_value|income|expenses|
+-------+---------+----------+------+--------+
|      2|   gender|      fale|   100|      80|
|      2|   weight|      65kg|   100|      80|
|      2|   height|     170cm|   100|      80|
|      2|      age|        26|   100|      80|
|      2|     city|   beijing|   100|      80|
|      3|   gender|    female|    99|      99|
|      3|      age|        35|    99|      99|
|      3|   height|     161cm|    99|      99|
|      3|   weight|      50kg|    99|      99|
|      3|     city|   nanjing|    99|      99|
|      1|      age|        30|    50|      40|
|      1|   height|     172cm|    50|      40|
|      1|     city|   beijing|    50|      40|
|      1|   weight|      70kg|    50|      40|
|      1|   gender|      fale|    50|      40|
+-------+---------+----------+------+--------+
2.3.4 抽样
sample是抽样函数，其中withReplacement = True or False代表是否有放回。42是seed。




    

t1 = train.sample(False, 0.2, 42)
2.4 增加、删除、修改列
增加列用 withColumn 方法
增加一列value全为0的列
from pyspark.sql.functions import lit
df.withColumn('newCol', lit(0)).show()
## 输出
+---+-----+-------+------------+------+
| Id| Name|Sallary|DepartmentId|newCol|
+---+-----+-------+------------+------+
|  1|  Joe|  70000|           1|     0|
|  2|Henry|  80000|        null|     0|
+---+-----+-------+------------+------+
重命名列名 pyspark系列--dataframe基础
# spark-1
# 在创建dataframe的时候重命名
data = spark.createDataFrame(data=[("Alberto", 2), ("Dakota", 2)],
                              schema=['name','length'])
data.show()
data.printSchema()
# spark-2
# 使用selectExpr方法
# 原始column as 修改之后的column
# cast 是修改整列的属性
color_df2 = color_df.selectExpr('cast(color as long) as color2','length as length2')
color_df2.show()
# spark-3
# withColumnRenamed方法
color_df2 = color_df.withColumnRenamed('color','color2')\
                    .withColumnRenamed('length','length2')
color_df2.show()
# spark-4
# alias 方法
color_df.select(color_df.color.alias('color2')).show()
2.5 groupBy 分组统计
In [63]: df.groupby('Sallary').count().show()
+-------------+-----+                                                           
|app_category2|count|
+-------------+-----+
|         null|  231|
|           77|  215|
|           81|  378|
|           84|   14|
+-------------+-----+
注意！正确参数是 ascending，如果误拼写成 ascending，不会报错，但是不能正确排序，要注意！！！
从小到大排序：ascending=True
从大到小排序：ascending=False
valuesA = [('Pirate','boy',1),('Monkey','girl',2),('Monkey','boy',3),('Ninja','girl',3),('Spa','boy',4), ('Spa','boy',5), ('Spa','girl',7)]
df = spark.createDataFrame(valuesA,['name','sex','value'])
In [8]: df.show()
+------+----+-----+
|  name| sex|value|
+------+----+-----+
|Pirate| boy|    1|
|Monkey|girl|    2|
|Monkey| boy|    3|
| Ninja|girl|    3|
|   Spa| boy|    4|
|   Spa| boy|    5|
|   Spa|girl|    7|
+------+----+-----+
# 从大到小排序
df.groupBy("name", "sex").count().orderBy("count", ascending=False).show()
+------+----+-----+
|  name| sex|count|
+------+----+-----+
|   Spa| boy|    2|
|Monkey| boy|    1|
|   Spa|girl|    1|
|Monkey|girl|    1|
|Pirate| boy|    1|
| Ninja|girl|    1|
+------+----+-----+
collect_set 和 collect_list
from pyspark.sql import functions as F
df.show()
+---+-----+----+
| id|value|name|
+---+-----+----+
|  a| null| Leo|
|  a|   11|null|
|  a|   11|Mike|
|  a|   22| Leo|
+---+-----+----+
# collect_list 汇总到列表中；collect_set 汇总到列表中，再去重
df.groupBy("id").agg(F.sum("value").alias("value_sum"), F.collect_set("value").alias("value_collect_set"), F.collect_list("name").alias("name_collect_list")).show()
+---+---------+-----------------+-----------------+
| id|value_sum|value_collect_set|name_collect_list|
+---+---------+-----------------+-----------------+
|  a|       44|         [22, 11]| [Leo, Mike, Leo]|
+---+---------+-----------------+-----------------+
关于 pk_key
当pk_key为列表时，可以用星号 *pk_key 来取出pk_key的值（似乎不用星号也行，还没看到不用星号会失败的情况）
详见下面关于 python 中单星号的用法（解压参数列表）
df1.show()
+----+-----+
|name|value|
+----+-----+
|   a|    1|
|   a|    2|
|   a|    2|
+----+-----+
df1.groupBy(*pk).agg(F.sum("value")).show()
+----+-----+----------+
|name|value|sum(value)|
+----+-----+----------+
|   a|    1|         1|
|   a|    2|         4|
+----+-----+----------+
# 在这里，pk 带不带星号，没有区别
df1.groupBy(pk).agg(F.sum("value")).show()
+----+-----+----------+
|name|value|sum(value)|
+----+-----+----------+
|   a|    1|         1|
|   a|    2|         4|
+----+-----+----------+
单个星号 *
参考 python 中单* 和双 ** 的用法
单星号的其中一个用法是解压参数列表
def func(a, b):
	print a, b
param = [1, 2]
func(*param)
2.6 join 操作
如果想要保证左表不丢失数据，则需要用 left join，否则，用普通 join 即可
在使用 left join 的时候，左表比右表大，join 不上的部分，会以 null 显示，需要手动把这些null替换为其他值，便于计算，比如替换为0
# 这个参数使用的场合为：假如某个字段默认是null，你想其返回的不是null，而是比如0或其他值，可以使用这个函数 
df = df.join(df1,'t_id','left').withColumn('is_name',F.coalesce('my_col',F.lit(0))).drop('my_col')
# 其实就是把 my_col 列中为 NULL 的替换为 0
join 两个表，二者有一个共同列 “ad_id”
想知道第一个表的 ad_id 对应的 ocpc_type，所以需要到表2去找
df = spark.createDataFrame([('1', 'Joe'), ('4', 'Henry'), ('1', 'Nan'), ('4', 'Hesssnry')], ['ad_id', 'Name'])
df2 = spark.createDataFrame([('1', 'A'), ('4', 'B'), ('5', 'C')], ['ad_id', 'ocpc_type'])
df3 = df2.join(df, on='ad_id', how='left')
df3.show()
+-----+---------+--------+
|ad_id|ocpc_type|    Name|
+-----+---------+--------+
|    5|        C|    null|
|    1|        A|     Joe|
|    1|        A|     Nan|
|    4|        B|   Henry|
|    4|        B|Hesssnry|
+-----+---------+--------+
df3.filter('ocpc_type == "A"').show()
+-----+---------+----+
|ad_id|ocpc_type|Name|
+-----+---------+----+
|    1|        A| Joe|
|    1|        A| Nan|
+-----+---------+----+
# 如果变换下join到顺序
df3 = df.join(df2, on='ad_id', how='left')
df3.show()
+-----+--------+---------+
|ad_id|    Name|ocpc_type|
+-----+--------+---------+
|    1|     Joe|        A|
|    1|     Nan|        A|
|    4|   Henry|        B|
|    4|Hesssnry|        B|
+-----+--------+---------+
可以理解为，哪个表在join操作的前面，就以其为主，后面的为补充
left_semi
取 df1 和 df2 相交的部分，df1的数据
left_anti
取 df1 和 df2 相交的部分，df1的余下数据
df1.show()
+---+---+
| id|num|
+---+---+
|  A|  1|
|  B|  2|
|  C|  3|
+---+---+
df2.show()
+---+---+
| id|num|
+---+---+
|  C| 33|
|  D|  4|
|  E|  5|
+---+---+
# 1. 普通的 left join，右表中 join 不上的会以 null 填充
df1.join(df2, "id", "left").show()
+---+---+----+
| id|num| num|
+---+---+----+
|  B|  2|null|
|  C|  3|  33|
|  A|  1|null|
+---+---+----+
# 2. 取 df1 和 df2 相交的部分，df1的数据（注意到 num 的取值为3，而不是33）
df1.join(df2, "id", "left_semi").show()
+---+---+
| id|num|
+---+---+
|  C|  3|
+---+---+
# 3. 取 df1 和 df2 相交的部分，df1的余下数据
df1.join(df2, "id", "left_anti").show()
+---+---+
| id|num|
+---+---+
|  B|  2|
|  A|  1|
+---+---+
当某个表 join 时，如果 join 的 pk_key 有重复的话，会出现组合爆炸的情况，需要保证 join 双方都没有重复的 pk_key
valuesA = [('Pirate',1),('Monkey',2),('Monkey',3),('Ninja',3),('Spaghetti',4)]
TableA = spark.createDataFrame(valuesA,['name','id'])
valuesB = [('Rutabaga',11) ,('Monkey',22) ,('Monkey',222),('Ninja',33),('Darth Vader',44)]
TableB = spark.createDataFrame(valuesB,['name','id2'])
TableA.join(TableB,on='name').show(50,False)
+------+---+---+
|name  |id |id2|
+------+---+---+
|Ninja |3  |33 |
|Monkey|2  |222|
|Monkey|2  |22 |
|Monkey|3  |222|
|Monkey|3  |22 |
+------+---+---+
# left join 保证了左表的数据不丢失，join 不上的，右表会以 null 填充
TableA.join(TableB,on='name',how='left').show(50,False)
+---------+---+----+
|name     |id |id2 |
+---------+---+----+
|Spaghetti|4  |null|
|Ninja    |3  |33  |
|Pirate   |1  |null|
|Monkey   |2  |22  |
|Monkey   |2  |222 |
|Monkey   |3  |22  |
|Monkey   |3  |222 |
+---------+---+----+
# 由于 tableA 和 tableB 中虽然有重复的 pk_key，但是值是不一样的，没法去重
TableA.dropDuplicates().join(TableB.dropDuplicates(),on='name').show(50,False)
+------+---+---+
|name  |id |id2|
+------+---+---+
|Ninja |3  |33 |
|Monkey|3  |22 |
|Monkey|3  |222|
|Monkey|2  |22 |
|Monkey|2  |222|
+------+---+---+
In [25]: valuesC = [('Pirate',1),('Monkey',222),('Monkey',111),('Ninja',3),('Spaghetti',4)]
In [26]: TableC = spark.createDataFrame(valuesC,['name','id'])
In [27]: TableC.show()
+---------+---+
|     name| id|
+---------+---+
|   Pirate|  1|
|   Monkey|222|
|   Monkey|111|
|    Ninja|  3|
|Spaghetti|  4|
+---------+---+
In [28]: TableC.dropDuplicates().show()
+---------+---+
|     name| id|
+---------+---+
|   Pirate|  1|
|    Ninja|  3|
|   Monkey|111|
|   Monkey|222|
|Spaghetti|  4|
+---------+---+
----------------------------------------------------------------------------------------------
In [23]: valuesC = [('Pirate',1),('Monkey',222),('Monkey',222),('Ninja',3),('Spaghetti',4)]
In [24]: TableC = spark.createDataFrame(valuesC,['name','id'])
In [25]: TableC.show()
+---------+---+
|     name| id|
+---------+---+
|   Pirate|  1|
|   Monkey|222|
|   Monkey|222|
|    Ninja|  3|
|Spaghetti|  4|
+---------+---+
# 去重， join 之前必须保证 join 两者表中去重过
In [26]: TableC.dropDuplicates().show()
+---------+---+
|     name| id|
+---------+---+
|   Pirate|  1|
|    Ninja|  3|
|   Monkey|222|
|Spaghetti|  4|
+---------+---+
注意，如果列名重复，join 之后会出现重复列




    

df1 = spark.createDataFrame([("A", 1), ("B", 2)], ["name", "num"])
df1.show()
+----+---+
|name|num|
+----+---+
|   A|  1|
|   B|  2|
+----+---+
df2 = spark.createDataFrame([("A", 1), ("B", 2), ("C", 3)], ["name", "num"])
df2.show()
+----+---+
|name|num|
+----+---+
|   A|  1|
|   B|  2|
|   C|  3|
+----+---+
df3 = df1.join(df2, "name")
df3.show()
+----+---+---+
|name|num|num|
+----+---+---+
|   B|  2|  2|
|   A|  1|  1|
+----+---+---+
2.5 复杂用法实例
from pyspark.sql import functions as F
coalesce（与 mysql 类似）
作用是将返回传入的参数中第一个非null的值，比如
mysql
SELECT COALESCE(NULL, NULL, 1); 
Return 1 
# 如果传入的参数所有都是null，则返回null，比如 
SELECT COALESCE(NULL, NULL, NULL, NULL); 
Return NULL 
# 参数说明：如果a==null,则选择b；如果b==null,则选择c；如果a!=null,则选择a；如果a b c 都为null ，则返回为null（没意义）
select coalesce(a,b,c);
Spark
# 这个参数使用的场合为：假如某个字段默认是null，你想其返回的不是null，而是比如0或其他值，可以使用这个函数 
df = df.join(df1,'t_id','left').withColumn('is_name',F.coalesce('my_col',F.lit(0))).drop('my_col')
# 其实就是把 my_col 列中为 NULL 的替换为 0
时间戳转时间
注意！ 这里用到的是 spark SQL 的语法，而不是python的语法 ，参考 Spark SQL
valuesA = [('Pirate',1609785094),('Monkey',1609785094),('Monkey',1609785094),('Ninja',1609785094),('Spaghetti',0)]
TableA = spark.createDataFrame(valuesA,['name','time'])
new_time = F.expr("FROM_UNIXTIME(`time`, 'yyyy-MM-dd')")
# print new_time 看看
df2 = df.where(new_time == "2021-01-01")
df2.show()
如果是 python 的话，则用下面的语法
#coding:UTF-8
import time
dt = "2016-05-05 20:28:54"
#转换成时间数组
timeArray = time.strptime(dt, "%Y-%m-%d %H:%M:%S")
#转换成新的时间格式(20160505-20:28:54)
dt_new = time.strftime("%Y%m%d-%H:%M:%S",timeArray)
print dt_new
2.7 判断两个 dataframe 是否相同
参考：Spark sql实战--如何比较两个dataframe是否相等
a = [('Pirate',1),('Monkey',2)]
A = spark.createDataFrame(a,['name','id'])
In [3]: A.show()
+------+---+
|  name| id|
+------+---+
|Pirate|  1|
|Monkey|  2|
+------+---+
b = [('Monkey',2),('Pirate',1)]
B = spark.createDataFrame(b,['name','id'])
In [6]: B.show()
+------+---+
|  name| id|
+------+---+
|Monkey|  2|
|Pirate|  1|
+------+---+
def match_df(df1, df2):
    count1 = len(df1.subtract(df2).take(1))
    count2 = len(df2.subtract(df1).take(1))
    return True if count1 == count2 and count1 == 0 else False
print match_df(A, B)
2.8 交集&并集&合集
1. 交集&并集&合集
差集 except
# df1不在df2中的部分，可以理解为 df1-（df1和df2的交集）
df1.subtract(df2)
In [31]: df1.show()
+-----+
|value|
+-----+
|    1|
|    2|
|    3|
+-----+
In [32]: df2.show()
+-----+
|value|
+-----+
|    2|
|    3|
|    4|
+-----+
In [33]: df1.subtract(df2).show()
+-----+
|value|
+-----+
|    1|
+-----+
df1.intersect(df2)
df1.union(df2)
# 并去重
df1.union(df2).distinct()
关于union的坑
union的2张表，必须保证字段完全相同，且字段的顺序完全相同！函数本身不会按照字段来union，只会机械得进行2表的拼接
df1 = spark.createDataFrame([("A", 1, 0), ("B", 1, 0)], ["id", "is_girl", "is_boy"])
+---+-------+------+
| id|is_girl|is_boy|
+---+-------+------+
|  A|      1|     0|
|  B|      1|     0|
+---+-------+------+
df2 = spark.createDataFrame([("C", 1, 0), ("D", 1, 0)], ["id", "is_boy", "is_girl"])
+---+------+-------+
| id|is_boy|is_girl|
+---+------+-------+
|  C|     1|      0|
|  D|     1|      0|
+---+------+-------+
# 直接union的话，由于字段顺序不同，只会机械得将2张表组合在一起，并不会自动调换字段的顺序
# 这样拼接是错误的！！！
df1.union(df2).show()
+---+-------+------+
| id|is_girl|is_boy|
+---+-------+------+
|  A|      1|     0|
|  B|      1|     0|
|  C|      1|     0|
|  D|      1|     0|
+---+-------+------+
# 需要手动修改字段顺序，保证字段顺序一致
df1.selectExpr("id", "is_girl", "is_boy").union(df2.selectExpr("id", "is_girl", "is_boy")).show()
+---+-------+------+
| id|is_girl|is_boy|
+---+-------+------+
|  A|      1|     0|
|  B|      1|     0|
|  C|      0|     1|
|  D|      0|     1|
+---+-------+------+
2. join和交集的区别
df1 = spark.createDataFrame([("A", 1), ("A", 11), ("B", 2), ("B", 3)], ["name", "num"]).select("name")
df2 = spark.createDataFrame([("A", 1), ("B", 2), ("B", 3)], ["name", "num"]).select("name")
df1.show()
+----+
|name|
+----+
|   A|
|   A|
|   B|
|   B|
+----+
df2.show()
+----+
|name|
+----+
|   A|
|   B|
|   B|
+----+
# intersect 自带左右两端去重
In [28]: df1.intersect(df2).show()
+----+
|name|
+----+
|   B|
|   A|
+----+
# 如果有重复，join会导致重复更严重
In [29]: df1.join(df2, "name").show()
+----+
|name|
+----+
|   B|
|   B|
|   B|
|   B|
|   A|
|   A|
+----+
# 手动两端去重（和 intersect 效果一样了）
In [30]: df1.dropDuplicates().join(df2.dropDuplicates(), "name").show()
+----+
|name|
+----+
|   B|
|   A|
+----+
2.9 计算某列的均值 & 求和
valuesA = [('Pirate',1),('Monkey',2),('Monkey',3),('Ninja',3),('Spaghetti',4)]
A = spark.createDataFrame(valuesA,['name','id'])
########## 法一 ############
A.agg({'id': 'avg'}).show()
+-------+
|avg(id)|
+-------+
|    2.6|
+-------+
A.agg({'id': 'sum'}).show()
+-------+
|sum(id)|
+-------+
|     13|
+-------+
############ 法二 ############
from pyspark.sql import functions as F
A.agg(F.avg('id').alias('id_avg')).show()
+------+
|id_avg|
+------+
|   2.6|
+------+
A.agg(F.sum('id').alias('id_sum')).show()
+------+
|id_sum|
+------+
|    13|
+------+
例子：求列中各个元素的占比
collect 可以取出列中的元素值
import pyspark.sql.functions as F
A = [[1,'CAT1',10], [2, 'CAT2', 20], [3, 'CAT3', 70]]
df = spark.createDataFrame(A, ['id', 'cate', 'value'])
df.show()
+---+----+-----+
| id|cate|value|
+---+----+-----+
|  1|CAT1|   10|
|  2|CAT2|   20|
|  3|CAT3|   70|
+---+----+-----+
# 求列和 法一
df.agg(F.sum("value")).show()
+----------+
|sum(value)|
+----------+
|       100|
+----------+
# 求列和 法二
df.groupBy("cate").sum("value").show()
+----+----------+
|cate|sum(value)|
+----+----------+
|CAT2|        20|
|CAT1|        10|
|CAT3|        70|
+----+----------+
# 求列和 法三
df.groupBy("value").sum().collect()
Out[36]:
[Row(value=10, sum(id)=1, sum(value)=10),
 Row(value=20, sum(id)=2, sum(value)=20),
 Row(value=70, sum(id)=3, sum(value)=70)]
 df.groupBy("value").sum().collect()[0][1]
 Out[37]: 1
 df.groupBy("value").sum().collect()[0][2]
Out[38]: 10
# 求列和 法四
df.agg({"value":"sum"}).collect()
Out[39]: Row(sum(value)=100)
df.agg({"value":"sum"}).collect()[0][0]
Out[41]: 100
# 求列和 法五(推荐)
df.agg(F.sum("value")).collect()[0][0]
Out[47]: 100
开始求占比




    

# 获取列求和值
value_sum = df.agg(F.sum("value")).collect()[0][0]
# 新增一列
df2 = df.withColumn("sum", F.lit(value_sum))
df2.show()
+---+----+-----+---+
| id|cate|value|sum|
+---+----+-----+---+
|  1|CAT1|   10|100|
|  2|CAT2|   20|100|
|  3|CAT3|   70|100|
+---+----+-----+---+
df2 = df2.withColumn("ratio", F.round(F.col("value") / F.col("sum"), 3))
df2.show()
+---+----+-----+---+-----+
| id|cate|value|sum|ratio|
+---+----+-----+---+-----+
|  1|CAT1|   10|100|  0.1|
|  2|CAT2|   20|100|  0.2|
|  3|CAT3|   70|100|  0.7|
+---+----+-----+---+-----+
四、复杂操作
4.1 concat_ws 重组列
concat_ws
import pyspark.sql.functions as F
df1.show()
+----+-----+
|name|value|
+----+-----+
|   a|    1|
|   b|    2|
+----+-----+
# 将两列通过下划线 “_”，进行合并
df1.select(F.concat_ws("_", F.col("name"), F.col("value").alias("name_value")), "name").show()
+-----------------------------------------+----+
|concat_ws(_, name, value AS `name_value`)|name|
+-----------------------------------------+----+
|                                      a_1|   a|
|                                      b_2|   b|
+-----------------------------------------+----+
4.2 udf 复杂自定义函数
参考：【Pyspark】UDF函数的使用、UDF传入多个参数、UDF传出多个参数、传入特殊数据类型
from pyspark.sql.types import ArrayType, IntegerType
from pyspark.sql import functions as F
A = [("a", [1,2,3], [10, 20, 30]), ("b", [4, 5, 6], [100, 200, 300])]
df1 = spark.createDataFrame(A, ["name", "value1", "value2"])
df1.show()
+----+---------+---------------+
|name|   value1|         value2|
+----+---------+---------------+
|   a|[1, 2, 3]|   [10, 20, 30]|
|   b|[4, 5, 6]|[100, 200, 300]|
+----+---------+---------------+
# 自定义函数
def func(list1, list2):
	list1 和 list2 分别是表的两个列名
	list3 = []
	for i, j in zip(list1, list2):
		list3.append(i * j)
	return list3
# udf 需要指定函数的输出类型，这里是整数列表
func_udf = F.udf(func, ArrayType(IntegerType()))
df2 = df1.withColumn("new_col", func_udf("value1", "value2"))
df2.show()
+----+---------+---------------+-----------------+
|name|   value1|         value2|          new_col|
+----+---------+---------------+-----------------+
|   a|[1, 2, 3]|   [10, 20, 30]|     [10, 40, 90]|
|   b|[4, 5, 6]|[100, 200, 300]|[400, 1000, 1800]|
+----+---------+---------------+-----------------+
4.3 window 分组排序
Spark Window 入门介绍
Spark Window Functions-PySpark（窗口函数）
需求是，先对表中数据分组，再在组内进行排序
找出每个科目中，排名第一的学生
from pyspark.sql import Window
from pyspark.sql import functions as F
df = spark.createDataFrame((
["A", 1, "Science", 20],
["B", 1, "Science", 80],
["C", 2, "Science", 90],
["D", 2, "Science", 40],
["E", 3, "Science", 60],
["F", 4, "Art", 60],
["G", 4, "Art", 50],
["H", 5, "Art", 90],
["I", 5, "Art", 100],
["J", 6, "Art", 20],
), ["name", "class", "subject", "score"])
# 按照 subject 分组，而后按照 score 从大到小排序
window = Window.partitionBy("subject").orderBy(F.desc("score"))
df = df.withColumn("rank", F.row_number().over(window))
+----+-----+-------+-----+----+
|name|class|subject|score|rank|
+----+-----+-------+-----+----+
|   C|    2|Science|   90|   1|
|   B|    1|Science|   80|   2|
|   E|    3|Science|   60|   3|
|   D|    2|Science|   40|   4|
|   A|    1|Science|   20|   5|
|   I|    5|    Art|  100|   1|
|   H|    5|    Art|   90|   2|
|   F|    4|    Art|   60|   3|
|   G|    4|    Art|   50|   4|
|   J|    6|    Art|   20|   5|
+----+-----+-------+-----+----+
# 过滤出每组的第一名
df.filter("rank=1").show()
+----+-----+-------+-----+----+
|name|class|subject|score|rank|
+----+-----+-------+-----+----+
|   C|    2|Science|   90|   1|
|   I|    5|    Art|  100|   1|
+----+-----+-------+-----+----+
4.4 中文乱码问题
u"中文" 即可
In [61]: A = [("a", "快手"), ("b", "抖音")]
In [62]: df__ = spark.createDataFrame(A, ["id", "name"])
In [63]: df__.show()
+---+------+
| id|  name|
+---+------+
|  a|å¿«æ|
|  b|æé³|
+---+------+
In [58]: A = [("a", u"快手"), ("b", u"抖音")]
In [59]: df__ = spark.createDataFrame(A, ["id", "name"])
In [60]: df__.show()
+---+----+
| id|name|
+---+----+
|  a|  快手|
|  b|  抖音|
+---+----+
4.5 split 拆分
from pyspark.sql.functions import split
from pyspark.sql import functions as F
A = [("A", "20%"), ("B", "18%")]
df_ = spark.createDataFrame(A, ["name", "ratio1"])
df2_ = df_.withColumn('ratio1_new', split(F.col("ratio1"), "%").getItem(0) * F.lit(0.01))
df2_.show()
+----+------+----------+
|name|ratio1|ratio1_new|
+----+------+----------+
|   A|   20%|       0.2|
|   B|   18%|      0.18|
+----+------+----------+
五、值替换
5.1 空值替换
法一、使用 fillna 函数
A = [("a", 1, None), ("b", None, 2), ("c", None, None)]
df_ = spark.createDataFrame(A, ["name", "value1", "value2"])
df_.show()
+----+------+------+
|name|value1|value2|
+----+------+------+
|   a|     1|  null|
|   b|  null|     2|
|   c|  null|  null|
+----+------+------+
df_.fillna({"value1": 0.0, "value2": 11.0}).show()
+----+------+------+
|name|value1|value2|
+----+------+------+
|   a|     1|    11|
|   b|     0|     2|
|   c|     0|    11|
+----+------+------+
法二、when...otherwise 替换
这个方法可以进行复杂的值替换
from pyspark.sql import functions as F
A = [("a", 1, None), ("b", None, 2), ("c", None, None)]
df_ = spark.createDataFrame(A, ["name", "value1", "value2"])
df_.show()
+----+------+------+
|name|value1|value2|
+----+------+------+
|   a|     1|  null|
|   b|  null|     2|
|   c|  null|  null|
+----+------+------+
# 注意！这个方法如果没有显示指定的值会变成null，所以每一类情况都得考虑
df_.withColumn("value3", F.when(F.col("value1")<10, F.lit(10)).otherwise(F.lit(-10))).show()
+----+------+------+------+
|name|value1|value2|value3|
+----+------+------+------+
|   a|     1|  null|    10|
|   b|  null|     2|   -10|
|   c|  null|  null|   -10|
+----+------+------+------+
# withColumn出来的新列如果和原先存在的列同名的话会自动覆盖
df_.withColumn("value1",F.when(F.col("value1").isNull(),F.lit(0.0)).otherwise(F.lit(F.col("value1"))))\
.withColumn("value2", F.when(F.col("value2").isNull(),F.lit(11)).otherwise(F.lit(F.col("value2")))).show()
+----+------+------+
|name|value1|value2|
+----+------+------+
|   a|   1.0|    11|
|   b|   0.0|     2|
|   c|   0.0|    11|
+----+------+------+
# 对现有列的值域进行复杂分类 (1)
group1 = ["a"]
group2 = ["b"]
df = df.withColumn("group", F.when(F.col("name").isin(group1), F.lit("goup_1")).when(F.col("name").isin(group2), F.lit("goup_2")).otherwise(F.lit("group_other")))
+----+------+------+-----------+
|name|value1|value2|      group|
+----+------+------+-----------+
|   a|     1|  null|     goup_1|
|   b|  null|     2|     goup_2|
|   c|  null|  null|group_other|
+----+------+------+-----------+
# 对现有列的值域进行复杂分类 (2)
# 注意等于号是双等于 “==”
df = df.withColumn("value", F.when(F.col("value1")==1.0, F.lit("value_is_1")).otherwise(F.lit("value_is_other")))
+----+------+------+--------------+
|name|value1|value2|         value|
+----+------+------+--------------+
|   a|     1|  null|    value_is_1|
|   b|  null|     2|value_is_other|
|   c|  null|  null|value_is_other|
+----+------+------+--------------+
bool 值的情况
使用双等于号 "=="
df.show()
+----+-----+
|name|value|
+----+-----+
|   a| true|
|   b|false|
|   c| true|
+----+-----+
df.withColumn("value_new", F.when(F.col("value")==True, F.lit(1)).otherwise(F.lit(0))).show()
+----+-----+---------+
|name|value|value_new|
+----+-----+---------+
|   a| true|        1|
|   b|false|        0|
|   c| true|        1|
+----+-----+---------+
pyspark.sql api 文档
Spark-SQL之DataFrame操作大全
 Spark 2.2.x 中文文档
Pyspark数据基础操作集合(DataFrame)
PySpark-DataFrame各种常用操作举例
（超详细）PySpark︱DataFrame操作指南：增/删/改/查/合并/统计与数据处理
pyspark.sql module
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 一、原理 脚本语言的第一行， 注意！ # 、！、/ 三个符号之间都没有空格，否则不能正确运行！！！ 目的：指出该文件中的代码用什么可执行程序去运行 #!/usr/bin/python3是告诉操作系统执
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