zmc
2023-12-22 9fdbf60165db0400c2e8e6be2dc6e88138ac719a
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
"""
Implementation of nlargest and nsmallest.
"""
 
from __future__ import annotations
 
from typing import (
    TYPE_CHECKING,
    Hashable,
    Sequence,
    cast,
    final,
)
 
import numpy as np
 
from pandas._libs import algos as libalgos
from pandas._typing import (
    DtypeObj,
    IndexLabel,
)
 
from pandas.core.dtypes.common import (
    is_bool_dtype,
    is_complex_dtype,
    is_integer_dtype,
    is_list_like,
    is_numeric_dtype,
    needs_i8_conversion,
)
from pandas.core.dtypes.dtypes import BaseMaskedDtype
 
if TYPE_CHECKING:
    from pandas import (
        DataFrame,
        Series,
    )
 
 
class SelectN:
    def __init__(self, obj, n: int, keep: str) -> None:
        self.obj = obj
        self.n = n
        self.keep = keep
 
        if self.keep not in ("first", "last", "all"):
            raise ValueError('keep must be either "first", "last" or "all"')
 
    def compute(self, method: str) -> DataFrame | Series:
        raise NotImplementedError
 
    @final
    def nlargest(self):
        return self.compute("nlargest")
 
    @final
    def nsmallest(self):
        return self.compute("nsmallest")
 
    @final
    @staticmethod
    def is_valid_dtype_n_method(dtype: DtypeObj) -> bool:
        """
        Helper function to determine if dtype is valid for
        nsmallest/nlargest methods
        """
        if is_numeric_dtype(dtype):
            return not is_complex_dtype(dtype)
        return needs_i8_conversion(dtype)
 
 
class SelectNSeries(SelectN):
    """
    Implement n largest/smallest for Series
 
    Parameters
    ----------
    obj : Series
    n : int
    keep : {'first', 'last'}, default 'first'
 
    Returns
    -------
    nordered : Series
    """
 
    def compute(self, method: str) -> Series:
        from pandas.core.reshape.concat import concat
 
        n = self.n
        dtype = self.obj.dtype
        if not self.is_valid_dtype_n_method(dtype):
            raise TypeError(f"Cannot use method '{method}' with dtype {dtype}")
 
        if n <= 0:
            return self.obj[[]]
 
        dropped = self.obj.dropna()
        nan_index = self.obj.drop(dropped.index)
 
        # slow method
        if n >= len(self.obj):
            ascending = method == "nsmallest"
            return self.obj.sort_values(ascending=ascending).head(n)
 
        # fast method
        new_dtype = dropped.dtype
 
        # Similar to algorithms._ensure_data
        arr = dropped._values
        if needs_i8_conversion(arr.dtype):
            arr = arr.view("i8")
        elif isinstance(arr.dtype, BaseMaskedDtype):
            arr = arr._data
        else:
            arr = np.asarray(arr)
        if arr.dtype.kind == "b":
            arr = arr.view(np.uint8)
 
        if method == "nlargest":
            arr = -arr
            if is_integer_dtype(new_dtype):
                # GH 21426: ensure reverse ordering at boundaries
                arr -= 1
 
            elif is_bool_dtype(new_dtype):
                # GH 26154: ensure False is smaller than True
                arr = 1 - (-arr)
 
        if self.keep == "last":
            arr = arr[::-1]
 
        nbase = n
        narr = len(arr)
        n = min(n, narr)
 
        # arr passed into kth_smallest must be contiguous. We copy
        # here because kth_smallest will modify its input
        kth_val = libalgos.kth_smallest(arr.copy(order="C"), n - 1)
        (ns,) = np.nonzero(arr <= kth_val)
        inds = ns[arr[ns].argsort(kind="mergesort")]
 
        if self.keep != "all":
            inds = inds[:n]
            findex = nbase
        else:
            if len(inds) < nbase <= len(nan_index) + len(inds):
                findex = len(nan_index) + len(inds)
            else:
                findex = len(inds)
 
        if self.keep == "last":
            # reverse indices
            inds = narr - 1 - inds
 
        return concat([dropped.iloc[inds], nan_index]).iloc[:findex]
 
 
class SelectNFrame(SelectN):
    """
    Implement n largest/smallest for DataFrame
 
    Parameters
    ----------
    obj : DataFrame
    n : int
    keep : {'first', 'last'}, default 'first'
    columns : list or str
 
    Returns
    -------
    nordered : DataFrame
    """
 
    def __init__(self, obj: DataFrame, n: int, keep: str, columns: IndexLabel) -> None:
        super().__init__(obj, n, keep)
        if not is_list_like(columns) or isinstance(columns, tuple):
            columns = [columns]
 
        columns = cast(Sequence[Hashable], columns)
        columns = list(columns)
        self.columns = columns
 
    def compute(self, method: str) -> DataFrame:
        from pandas.core.api import Index
 
        n = self.n
        frame = self.obj
        columns = self.columns
 
        for column in columns:
            dtype = frame[column].dtype
            if not self.is_valid_dtype_n_method(dtype):
                raise TypeError(
                    f"Column {repr(column)} has dtype {dtype}, "
                    f"cannot use method {repr(method)} with this dtype"
                )
 
        def get_indexer(current_indexer, other_indexer):
            """
            Helper function to concat `current_indexer` and `other_indexer`
            depending on `method`
            """
            if method == "nsmallest":
                return current_indexer.append(other_indexer)
            else:
                return other_indexer.append(current_indexer)
 
        # Below we save and reset the index in case index contains duplicates
        original_index = frame.index
        cur_frame = frame = frame.reset_index(drop=True)
        cur_n = n
        indexer = Index([], dtype=np.int64)
 
        for i, column in enumerate(columns):
            # For each column we apply method to cur_frame[column].
            # If it's the last column or if we have the number of
            # results desired we are done.
            # Otherwise there are duplicates of the largest/smallest
            # value and we need to look at the rest of the columns
            # to determine which of the rows with the largest/smallest
            # value in the column to keep.
            series = cur_frame[column]
            is_last_column = len(columns) - 1 == i
            values = getattr(series, method)(
                cur_n, keep=self.keep if is_last_column else "all"
            )
 
            if is_last_column or len(values) <= cur_n:
                indexer = get_indexer(indexer, values.index)
                break
 
            # Now find all values which are equal to
            # the (nsmallest: largest)/(nlargest: smallest)
            # from our series.
            border_value = values == values[values.index[-1]]
 
            # Some of these values are among the top-n
            # some aren't.
            unsafe_values = values[border_value]
 
            # These values are definitely among the top-n
            safe_values = values[~border_value]
            indexer = get_indexer(indexer, safe_values.index)
 
            # Go on and separate the unsafe_values on the remaining
            # columns.
            cur_frame = cur_frame.loc[unsafe_values.index]
            cur_n = n - len(indexer)
 
        frame = frame.take(indexer)
 
        # Restore the index on frame
        frame.index = original_index.take(indexer)
 
        # If there is only one column, the frame is already sorted.
        if len(columns) == 1:
            return frame
 
        ascending = method == "nsmallest"
 
        return frame.sort_values(columns, ascending=ascending, kind="mergesort")