zmc
2023-08-08 e792e9a60d958b93aef96050644f369feb25d61b
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
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008
1009
1010
1011
1012
1013
1014
1015
1016
1017
1018
1019
1020
1021
1022
1023
1024
1025
1026
1027
1028
1029
1030
1031
1032
1033
1034
1035
1036
1037
1038
1039
1040
1041
1042
1043
1044
1045
1046
1047
1048
1049
1050
1051
1052
1053
1054
1055
1056
1057
1058
1059
1060
1061
1062
1063
1064
1065
1066
1067
1068
1069
1070
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082
1083
1084
1085
1086
1087
1088
1089
1090
1091
1092
1093
1094
1095
1096
1097
1098
1099
1100
1101
1102
1103
1104
1105
1106
1107
1108
1109
1110
1111
1112
1113
1114
1115
1116
1117
1118
1119
1120
1121
1122
1123
1124
1125
1126
1127
1128
1129
1130
1131
1132
1133
1134
1135
1136
1137
1138
1139
1140
1141
1142
1143
1144
1145
1146
1147
1148
1149
1150
1151
1152
1153
1154
1155
1156
1157
1158
1159
1160
1161
1162
1163
1164
1165
1166
1167
1168
1169
1170
1171
1172
1173
1174
1175
1176
1177
1178
1179
1180
1181
1182
1183
1184
1185
1186
1187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
1195
1196
1197
1198
1199
1200
1201
1202
1203
1204
1205
1206
1207
1208
1209
1210
1211
1212
1213
1214
1215
1216
1217
1218
1219
1220
1221
1222
1223
1224
1225
1226
1227
1228
1229
1230
1231
1232
1233
1234
1235
1236
1237
1238
1239
1240
1241
1242
1243
1244
1245
1246
1247
1248
1249
1250
1251
1252
1253
1254
1255
1256
1257
1258
1259
1260
1261
1262
1263
1264
1265
1266
1267
1268
1269
1270
1271
1272
1273
1274
1275
1276
1277
1278
1279
1280
1281
1282
1283
1284
1285
1286
1287
1288
1289
1290
1291
1292
1293
1294
1295
1296
1297
1298
1299
1300
1301
1302
1303
1304
1305
1306
1307
1308
1309
1310
1311
1312
1313
1314
1315
1316
1317
1318
1319
1320
1321
1322
1323
1324
1325
1326
1327
1328
1329
1330
1331
1332
1333
1334
1335
1336
1337
1338
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1345
1346
1347
1348
1349
1350
1351
1352
1353
1354
1355
1356
1357
1358
1359
1360
1361
1362
1363
1364
1365
1366
1367
1368
1369
1370
1371
1372
1373
1374
1375
1376
1377
1378
1379
1380
1381
1382
1383
1384
1385
1386
1387
1388
1389
1390
1391
1392
1393
1394
1395
1396
1397
1398
1399
1400
1401
1402
1403
1404
1405
1406
1407
1408
1409
1410
1411
1412
1413
1414
1415
1416
1417
1418
1419
1420
1421
1422
1423
1424
1425
1426
1427
1428
1429
1430
1431
1432
1433
1434
1435
1436
1437
1438
1439
1440
1441
1442
1443
1444
1445
1446
1447
1448
1449
1450
1451
1452
1453
1454
1455
1456
1457
1458
1459
1460
1461
1462
1463
1464
1465
1466
1467
1468
1469
1470
1471
1472
1473
1474
1475
1476
1477
1478
1479
1480
1481
1482
1483
1484
1485
1486
1487
1488
1489
1490
1491
1492
1493
1494
1495
1496
1497
1498
1499
1500
1501
1502
1503
1504
1505
1506
1507
1508
1509
1510
1511
1512
1513
1514
1515
1516
1517
1518
1519
1520
1521
1522
1523
1524
1525
1526
1527
1528
1529
1530
1531
1532
1533
1534
1535
1536
1537
1538
1539
1540
1541
1542
1543
1544
1545
1546
1547
1548
1549
1550
1551
1552
1553
1554
1555
1556
1557
1558
1559
1560
1561
1562
1563
1564
1565
1566
1567
1568
1569
1570
1571
1572
1573
1574
1575
1576
1577
1578
1579
1580
1581
1582
1583
1584
1585
1586
1587
1588
1589
1590
1591
1592
1593
1594
1595
1596
1597
1598
1599
1600
1601
1602
1603
1604
1605
1606
1607
1608
1609
1610
1611
1612
1613
1614
1615
1616
1617
1618
1619
1620
1621
1622
1623
1624
1625
1626
1627
1628
1629
1630
1631
1632
1633
1634
1635
1636
1637
1638
1639
1640
1641
1642
1643
1644
1645
1646
1647
1648
1649
1650
1651
1652
1653
1654
1655
1656
1657
1658
1659
1660
1661
1662
1663
1664
1665
1666
1667
1668
1669
1670
1671
1672
1673
1674
1675
1676
1677
1678
1679
1680
1681
1682
1683
1684
1685
1686
1687
1688
1689
1690
1691
1692
1693
1694
1695
1696
1697
1698
1699
1700
1701
1702
1703
1704
1705
1706
1707
1708
1709
1710
1711
1712
1713
1714
1715
1716
1717
1718
1719
1720
1721
1722
1723
1724
1725
1726
1727
1728
1729
1730
1731
1732
1733
1734
1735
1736
1737
1738
1739
1740
1741
1742
1743
1744
1745
1746
1747
1748
1749
1750
1751
1752
1753
1754
1755
1756
1757
1758
1759
1760
1761
1762
1763
1764
1765
1766
1767
1768
1769
1770
1771
1772
1773
1774
1775
1776
1777
1778
1779
1780
1781
1782
1783
1784
1785
1786
1787
1788
1789
1790
1791
1792
1793
1794
1795
1796
1797
1798
1799
1800
1801
1802
1803
1804
1805
1806
1807
1808
1809
1810
1811
1812
1813
1814
1815
1816
1817
1818
1819
1820
1821
1822
1823
1824
1825
1826
1827
1828
1829
1830
1831
1832
1833
1834
1835
1836
1837
1838
1839
1840
1841
1842
1843
1844
1845
1846
1847
1848
1849
1850
1851
1852
1853
1854
1855
1856
1857
1858
1859
1860
1861
1862
1863
1864
1865
1866
1867
1868
1869
1870
1871
1872
1873
1874
1875
1876
1877
1878
1879
1880
1881
1882
1883
1884
1885
1886
1887
1888
1889
1890
1891
1892
1893
1894
1895
1896
1897
1898
1899
1900
1901
1902
1903
1904
1905
1906
1907
1908
1909
1910
1911
1912
1913
1914
1915
1916
1917
1918
1919
1920
1921
1922
1923
1924
1925
1926
1927
1928
1929
1930
1931
1932
1933
1934
1935
1936
1937
1938
1939
1940
1941
1942
1943
1944
1945
1946
1947
1948
1949
1950
1951
1952
1953
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2034
2035
2036
2037
2038
2039
2040
2041
2042
2043
2044
2045
2046
2047
2048
2049
2050
2051
2052
2053
2054
2055
2056
2057
2058
2059
2060
2061
2062
2063
2064
2065
2066
2067
2068
2069
2070
2071
2072
2073
2074
2075
2076
2077
2078
2079
2080
2081
2082
2083
2084
2085
2086
2087
2088
2089
2090
2091
2092
2093
2094
2095
2096
2097
2098
2099
2100
2101
2102
2103
2104
2105
2106
2107
2108
2109
2110
2111
2112
2113
2114
2115
2116
2117
2118
2119
2120
2121
2122
2123
2124
2125
2126
2127
2128
2129
2130
2131
2132
2133
2134
2135
2136
2137
2138
2139
2140
2141
2142
2143
2144
2145
2146
2147
2148
2149
2150
2151
2152
2153
2154
2155
2156
2157
2158
2159
2160
2161
2162
2163
2164
2165
2166
2167
2168
2169
2170
2171
2172
2173
2174
2175
2176
2177
2178
2179
2180
2181
2182
2183
2184
2185
2186
2187
2188
2189
2190
2191
2192
2193
2194
2195
2196
2197
2198
2199
2200
2201
2202
2203
2204
2205
2206
2207
2208
2209
2210
2211
2212
2213
2214
2215
2216
2217
2218
2219
2220
2221
2222
2223
2224
2225
2226
2227
2228
2229
2230
2231
2232
2233
2234
2235
2236
2237
2238
2239
2240
2241
2242
2243
2244
2245
2246
2247
2248
2249
2250
2251
2252
2253
2254
2255
2256
2257
2258
2259
2260
2261
2262
2263
2264
2265
2266
2267
2268
2269
2270
2271
2272
2273
2274
2275
2276
2277
2278
2279
2280
2281
2282
2283
2284
2285
2286
2287
2288
2289
2290
2291
2292
2293
2294
2295
2296
2297
2298
2299
2300
2301
2302
2303
2304
2305
2306
2307
2308
2309
2310
2311
2312
2313
2314
2315
2316
2317
2318
2319
2320
2321
2322
2323
2324
2325
2326
2327
2328
2329
2330
2331
2332
2333
2334
2335
2336
2337
2338
2339
2340
2341
2342
2343
2344
2345
2346
2347
2348
2349
2350
2351
2352
2353
2354
2355
2356
2357
2358
2359
2360
2361
2362
2363
2364
2365
2366
2367
2368
2369
2370
2371
2372
2373
2374
2375
2376
2377
2378
2379
2380
2381
2382
2383
2384
2385
2386
2387
2388
2389
2390
2391
2392
2393
2394
2395
2396
2397
2398
2399
2400
2401
2402
2403
2404
2405
2406
2407
2408
2409
2410
2411
2412
2413
2414
2415
2416
2417
2418
2419
2420
2421
2422
2423
2424
2425
2426
2427
2428
2429
2430
2431
2432
2433
2434
2435
2436
2437
2438
2439
2440
2441
2442
2443
2444
2445
2446
2447
2448
2449
2450
2451
2452
2453
2454
2455
2456
2457
2458
2459
2460
2461
2462
2463
2464
2465
2466
2467
2468
2469
2470
2471
2472
2473
2474
2475
2476
2477
2478
2479
2480
2481
2482
2483
2484
2485
2486
2487
2488
2489
2490
2491
2492
2493
2494
2495
2496
2497
2498
2499
2500
2501
2502
2503
2504
2505
2506
2507
2508
2509
2510
2511
2512
2513
2514
2515
2516
2517
2518
2519
2520
2521
2522
2523
2524
2525
2526
2527
2528
2529
2530
2531
2532
2533
2534
2535
2536
2537
2538
2539
2540
2541
2542
2543
2544
2545
2546
2547
2548
2549
2550
2551
2552
2553
2554
2555
2556
2557
2558
2559
2560
2561
2562
2563
2564
2565
2566
2567
2568
2569
2570
2571
2572
2573
2574
2575
2576
2577
2578
2579
2580
2581
2582
2583
2584
2585
2586
2587
2588
2589
2590
2591
2592
2593
2594
2595
2596
2597
2598
2599
2600
2601
2602
2603
2604
2605
2606
2607
2608
2609
2610
2611
2612
2613
2614
2615
2616
2617
2618
2619
2620
2621
2622
2623
2624
2625
2626
2627
2628
2629
2630
2631
2632
2633
2634
2635
2636
2637
2638
2639
2640
2641
2642
2643
2644
2645
2646
2647
2648
2649
2650
2651
2652
2653
2654
2655
2656
2657
2658
2659
2660
2661
2662
2663
2664
2665
2666
2667
2668
2669
2670
2671
2672
2673
2674
2675
2676
2677
2678
2679
2680
2681
2682
2683
2684
2685
2686
2687
2688
2689
2690
2691
2692
2693
2694
2695
2696
2697
2698
2699
2700
2701
2702
2703
2704
2705
2706
2707
2708
2709
2710
2711
2712
2713
2714
2715
2716
2717
2718
2719
2720
2721
2722
2723
2724
2725
2726
2727
2728
2729
2730
2731
2732
2733
2734
2735
2736
2737
2738
2739
2740
2741
2742
2743
2744
2745
2746
2747
2748
2749
2750
2751
2752
2753
2754
2755
2756
2757
2758
2759
2760
2761
2762
2763
2764
2765
2766
2767
2768
2769
2770
2771
2772
2773
2774
2775
2776
2777
2778
2779
2780
2781
2782
2783
2784
2785
2786
2787
2788
2789
2790
2791
2792
2793
2794
2795
2796
2797
2798
2799
2800
2801
2802
2803
2804
2805
2806
2807
2808
2809
2810
2811
2812
2813
2814
2815
2816
2817
2818
2819
2820
2821
2822
2823
2824
2825
2826
2827
2828
2829
2830
2831
2832
2833
2834
2835
2836
2837
2838
2839
2840
2841
2842
2843
2844
2845
2846
2847
2848
2849
2850
2851
2852
2853
2854
2855
2856
2857
2858
2859
2860
2861
2862
2863
2864
2865
2866
2867
2868
2869
2870
2871
2872
2873
2874
2875
2876
2877
2878
2879
2880
2881
2882
2883
2884
2885
2886
2887
2888
2889
2890
2891
2892
2893
2894
2895
2896
2897
2898
2899
2900
2901
2902
2903
2904
2905
2906
2907
2908
2909
2910
2911
2912
2913
2914
2915
2916
2917
2918
2919
2920
2921
2922
2923
2924
2925
2926
2927
2928
2929
2930
2931
2932
2933
2934
2935
2936
2937
2938
2939
2940
2941
2942
2943
2944
2945
2946
2947
2948
2949
2950
2951
2952
2953
2954
2955
2956
2957
2958
2959
2960
2961
2962
2963
2964
2965
2966
2967
2968
2969
2970
2971
2972
2973
2974
2975
2976
2977
2978
2979
2980
2981
2982
2983
2984
2985
2986
2987
2988
2989
2990
2991
2992
2993
2994
2995
2996
2997
2998
2999
3000
3001
3002
3003
3004
3005
3006
3007
3008
3009
3010
3011
3012
3013
3014
3015
3016
3017
3018
3019
3020
3021
3022
3023
3024
3025
3026
3027
3028
3029
3030
3031
3032
3033
3034
3035
3036
3037
3038
3039
3040
3041
3042
3043
3044
3045
3046
3047
3048
3049
3050
3051
3052
3053
3054
3055
3056
3057
3058
3059
3060
3061
3062
3063
3064
3065
3066
3067
3068
3069
3070
3071
3072
3073
3074
3075
3076
3077
3078
3079
3080
3081
3082
3083
3084
3085
3086
3087
3088
3089
3090
3091
3092
3093
3094
3095
3096
3097
3098
3099
3100
3101
3102
3103
3104
3105
3106
3107
3108
3109
3110
3111
3112
3113
3114
3115
3116
3117
3118
3119
3120
3121
3122
3123
3124
3125
3126
3127
3128
3129
3130
3131
3132
3133
3134
3135
3136
3137
3138
3139
3140
3141
3142
3143
3144
3145
3146
3147
3148
3149
3150
3151
3152
3153
3154
3155
3156
3157
3158
3159
3160
3161
3162
3163
3164
3165
3166
3167
3168
3169
3170
3171
3172
3173
3174
3175
3176
3177
3178
3179
3180
3181
3182
3183
3184
3185
3186
3187
3188
3189
3190
3191
3192
3193
3194
3195
3196
3197
3198
3199
3200
3201
3202
3203
3204
3205
3206
3207
3208
3209
3210
3211
3212
3213
3214
3215
3216
3217
3218
3219
3220
3221
3222
3223
3224
3225
3226
3227
3228
3229
3230
3231
3232
3233
3234
3235
3236
3237
3238
3239
3240
3241
3242
3243
3244
3245
3246
3247
3248
3249
3250
3251
3252
3253
3254
3255
3256
3257
3258
3259
3260
3261
3262
3263
3264
3265
3266
3267
3268
3269
3270
3271
3272
3273
3274
3275
3276
3277
3278
3279
3280
3281
3282
3283
3284
3285
3286
3287
3288
3289
3290
3291
3292
3293
3294
3295
3296
3297
3298
3299
3300
3301
3302
3303
3304
3305
3306
3307
3308
3309
3310
3311
3312
3313
3314
3315
3316
3317
3318
3319
3320
3321
3322
3323
3324
3325
3326
3327
3328
3329
3330
3331
3332
3333
3334
3335
3336
3337
3338
3339
3340
3341
3342
3343
3344
3345
3346
3347
3348
3349
3350
3351
3352
3353
3354
3355
3356
3357
3358
3359
3360
3361
3362
3363
3364
3365
3366
3367
3368
3369
3370
3371
3372
3373
3374
3375
3376
3377
3378
3379
3380
3381
3382
3383
3384
3385
3386
3387
3388
3389
3390
3391
3392
3393
3394
3395
3396
3397
3398
3399
3400
3401
3402
3403
3404
3405
3406
3407
3408
3409
3410
3411
3412
3413
3414
3415
3416
3417
3418
3419
3420
3421
3422
3423
3424
3425
3426
3427
3428
3429
3430
3431
3432
3433
3434
3435
3436
3437
3438
3439
3440
3441
3442
3443
3444
3445
3446
3447
3448
3449
3450
3451
3452
3453
3454
3455
3456
3457
3458
3459
3460
3461
3462
3463
3464
3465
3466
3467
3468
3469
3470
3471
3472
3473
3474
3475
3476
3477
3478
3479
3480
3481
3482
3483
3484
3485
3486
3487
3488
3489
3490
3491
3492
3493
3494
3495
3496
3497
3498
3499
3500
3501
3502
3503
3504
3505
3506
3507
3508
3509
3510
3511
3512
3513
3514
3515
3516
3517
3518
3519
3520
3521
3522
3523
3524
3525
3526
3527
3528
3529
3530
3531
3532
3533
3534
3535
3536
3537
3538
3539
3540
3541
3542
3543
3544
3545
3546
3547
3548
3549
3550
3551
3552
3553
3554
3555
3556
3557
3558
3559
3560
3561
3562
3563
3564
3565
3566
3567
3568
3569
3570
3571
3572
3573
3574
3575
3576
3577
3578
3579
3580
3581
3582
3583
3584
3585
3586
3587
3588
3589
3590
3591
3592
3593
3594
3595
3596
3597
3598
3599
3600
3601
3602
3603
3604
3605
3606
3607
3608
3609
3610
3611
3612
3613
3614
3615
3616
3617
3618
3619
3620
3621
3622
3623
3624
3625
3626
3627
3628
3629
3630
3631
3632
3633
3634
3635
3636
3637
3638
3639
3640
3641
3642
3643
3644
3645
3646
3647
3648
3649
3650
3651
3652
3653
3654
3655
3656
3657
3658
3659
3660
3661
3662
3663
3664
3665
3666
3667
3668
3669
3670
3671
3672
3673
3674
3675
3676
3677
3678
3679
3680
3681
3682
3683
3684
3685
3686
3687
3688
3689
3690
3691
3692
3693
3694
3695
3696
3697
3698
3699
3700
3701
3702
3703
3704
3705
3706
3707
3708
3709
3710
3711
3712
3713
3714
3715
3716
3717
3718
3719
3720
3721
3722
3723
3724
3725
3726
3727
3728
3729
3730
3731
3732
3733
3734
3735
3736
3737
3738
3739
3740
3741
3742
3743
3744
3745
3746
3747
3748
3749
3750
3751
3752
3753
3754
3755
3756
3757
3758
3759
3760
3761
3762
3763
3764
3765
3766
3767
3768
3769
3770
3771
3772
3773
3774
3775
3776
3777
3778
3779
3780
3781
3782
3783
3784
3785
3786
3787
3788
3789
3790
3791
3792
3793
3794
3795
3796
3797
3798
3799
3800
3801
3802
3803
3804
3805
3806
3807
3808
3809
3810
3811
3812
3813
3814
3815
3816
3817
3818
3819
3820
3821
3822
3823
3824
3825
3826
3827
3828
3829
3830
3831
3832
3833
3834
3835
3836
3837
3838
3839
3840
3841
3842
3843
3844
3845
3846
3847
3848
3849
3850
3851
3852
3853
3854
3855
3856
3857
3858
3859
3860
3861
3862
3863
3864
3865
3866
3867
3868
3869
3870
3871
3872
3873
3874
3875
3876
3877
3878
3879
3880
3881
3882
3883
3884
3885
3886
3887
3888
3889
3890
3891
3892
3893
3894
3895
3896
3897
3898
3899
3900
3901
3902
3903
3904
3905
3906
3907
3908
3909
3910
3911
3912
3913
3914
3915
3916
3917
3918
3919
3920
3921
3922
3923
3924
3925
3926
3927
3928
3929
3930
3931
3932
3933
3934
3935
3936
3937
3938
3939
3940
3941
3942
3943
3944
3945
3946
3947
3948
3949
3950
3951
3952
3953
3954
3955
3956
3957
3958
3959
3960
3961
3962
3963
3964
3965
3966
3967
3968
3969
3970
3971
3972
3973
3974
3975
3976
3977
3978
3979
3980
3981
3982
3983
3984
3985
3986
3987
3988
3989
3990
3991
3992
3993
3994
3995
3996
3997
3998
3999
4000
4001
4002
4003
4004
4005
4006
4007
4008
4009
4010
4011
4012
4013
4014
4015
4016
4017
4018
4019
4020
4021
4022
4023
4024
4025
4026
4027
4028
4029
4030
4031
4032
4033
4034
4035
4036
4037
4038
4039
4040
4041
4042
4043
4044
4045
4046
4047
4048
4049
4050
4051
4052
4053
4054
4055
4056
4057
4058
4059
4060
4061
4062
4063
4064
4065
4066
4067
4068
4069
4070
4071
4072
4073
4074
4075
4076
4077
4078
4079
4080
4081
4082
4083
4084
4085
4086
4087
4088
4089
4090
4091
4092
4093
4094
4095
4096
4097
4098
4099
4100
4101
4102
4103
4104
4105
4106
4107
4108
4109
4110
4111
4112
4113
4114
4115
4116
4117
4118
4119
4120
4121
4122
4123
4124
4125
4126
4127
4128
4129
4130
4131
4132
4133
4134
4135
4136
4137
4138
4139
4140
4141
4142
4143
4144
4145
4146
4147
4148
4149
4150
4151
4152
4153
4154
4155
4156
4157
4158
4159
4160
4161
4162
4163
4164
4165
4166
4167
4168
4169
4170
4171
4172
4173
4174
4175
4176
4177
4178
4179
4180
4181
4182
4183
4184
4185
4186
4187
4188
4189
4190
4191
4192
4193
4194
4195
4196
4197
4198
4199
4200
4201
4202
4203
4204
4205
4206
4207
4208
4209
4210
4211
4212
4213
4214
4215
4216
4217
4218
4219
4220
4221
4222
4223
4224
4225
4226
4227
4228
4229
4230
4231
4232
4233
4234
4235
4236
4237
4238
4239
4240
4241
4242
4243
4244
4245
4246
4247
4248
4249
4250
4251
4252
4253
4254
4255
4256
4257
4258
4259
4260
4261
4262
4263
4264
4265
4266
4267
4268
4269
4270
4271
4272
4273
4274
4275
4276
4277
4278
4279
4280
4281
4282
4283
4284
4285
4286
4287
4288
4289
4290
4291
4292
"""
Provide the groupby split-apply-combine paradigm. Define the GroupBy
class providing the base-class of operations.
 
The SeriesGroupBy and DataFrameGroupBy sub-class
(defined in pandas.core.groupby.generic)
expose these user-facing objects to provide specific functionality.
"""
from __future__ import annotations
 
import datetime
from functools import (
    partial,
    wraps,
)
import inspect
from textwrap import dedent
from typing import (
    TYPE_CHECKING,
    Callable,
    Hashable,
    Iterable,
    Iterator,
    List,
    Literal,
    Mapping,
    Sequence,
    TypeVar,
    Union,
    cast,
    final,
)
import warnings
 
import numpy as np
 
from pandas._config.config import option_context
 
from pandas._libs import (
    Timestamp,
    lib,
)
from pandas._libs.algos import rank_1d
import pandas._libs.groupby as libgroupby
from pandas._libs.missing import NA
from pandas._typing import (
    AnyArrayLike,
    ArrayLike,
    Axis,
    AxisInt,
    DtypeObj,
    FillnaOptions,
    IndexLabel,
    NDFrameT,
    PositionalIndexer,
    RandomState,
    Scalar,
    T,
    npt,
)
from pandas.compat.numpy import function as nv
from pandas.errors import (
    AbstractMethodError,
    DataError,
)
from pandas.util._decorators import (
    Appender,
    Substitution,
    cache_readonly,
    doc,
)
 
from pandas.core.dtypes.cast import ensure_dtype_can_hold_na
from pandas.core.dtypes.common import (
    is_bool_dtype,
    is_float_dtype,
    is_hashable,
    is_integer,
    is_integer_dtype,
    is_numeric_dtype,
    is_object_dtype,
    is_scalar,
    needs_i8_conversion,
)
from pandas.core.dtypes.missing import (
    isna,
    notna,
)
 
from pandas.core import (
    algorithms,
    sample,
)
from pandas.core._numba import executor
from pandas.core.arrays import (
    BaseMaskedArray,
    BooleanArray,
    Categorical,
    DatetimeArray,
    ExtensionArray,
    FloatingArray,
    TimedeltaArray,
)
from pandas.core.base import (
    PandasObject,
    SelectionMixin,
)
import pandas.core.common as com
from pandas.core.frame import DataFrame
from pandas.core.generic import NDFrame
from pandas.core.groupby import (
    base,
    numba_,
    ops,
)
from pandas.core.groupby.grouper import get_grouper
from pandas.core.groupby.indexing import (
    GroupByIndexingMixin,
    GroupByNthSelector,
)
from pandas.core.indexes.api import (
    CategoricalIndex,
    Index,
    MultiIndex,
    RangeIndex,
    default_index,
)
from pandas.core.internals.blocks import ensure_block_shape
from pandas.core.series import Series
from pandas.core.sorting import get_group_index_sorter
from pandas.core.util.numba_ import (
    get_jit_arguments,
    maybe_use_numba,
)
 
if TYPE_CHECKING:
    from pandas.core.window import (
        ExpandingGroupby,
        ExponentialMovingWindowGroupby,
        RollingGroupby,
    )
 
_common_see_also = """
        See Also
        --------
        Series.%(name)s : Apply a function %(name)s to a Series.
        DataFrame.%(name)s : Apply a function %(name)s
            to each row or column of a DataFrame.
"""
 
_apply_docs = {
    "template": """
    Apply function ``func`` group-wise and combine the results together.
 
    The function passed to ``apply`` must take a {input} as its first
    argument and return a DataFrame, Series or scalar. ``apply`` will
    then take care of combining the results back together into a single
    dataframe or series. ``apply`` is therefore a highly flexible
    grouping method.
 
    While ``apply`` is a very flexible method, its downside is that
    using it can be quite a bit slower than using more specific methods
    like ``agg`` or ``transform``. Pandas offers a wide range of method that will
    be much faster than using ``apply`` for their specific purposes, so try to
    use them before reaching for ``apply``.
 
    Parameters
    ----------
    func : callable
        A callable that takes a {input} as its first argument, and
        returns a dataframe, a series or a scalar. In addition the
        callable may take positional and keyword arguments.
    args, kwargs : tuple and dict
        Optional positional and keyword arguments to pass to ``func``.
 
    Returns
    -------
    Series or DataFrame
 
    See Also
    --------
    pipe : Apply function to the full GroupBy object instead of to each
        group.
    aggregate : Apply aggregate function to the GroupBy object.
    transform : Apply function column-by-column to the GroupBy object.
    Series.apply : Apply a function to a Series.
    DataFrame.apply : Apply a function to each row or column of a DataFrame.
 
    Notes
    -----
 
    .. versionchanged:: 1.3.0
 
        The resulting dtype will reflect the return value of the passed ``func``,
        see the examples below.
 
    Functions that mutate the passed object can produce unexpected
    behavior or errors and are not supported. See :ref:`gotchas.udf-mutation`
    for more details.
 
    Examples
    --------
    {examples}
    """,
    "dataframe_examples": """
    >>> df = pd.DataFrame({'A': 'a a b'.split(),
    ...                    'B': [1,2,3],
    ...                    'C': [4,6,5]})
    >>> g1 = df.groupby('A', group_keys=False)
    >>> g2 = df.groupby('A', group_keys=True)
 
    Notice that ``g1`` and ``g2`` have two groups, ``a`` and ``b``, and only
    differ in their ``group_keys`` argument. Calling `apply` in various ways,
    we can get different grouping results:
 
    Example 1: below the function passed to `apply` takes a DataFrame as
    its argument and returns a DataFrame. `apply` combines the result for
    each group together into a new DataFrame:
 
    >>> g1[['B', 'C']].apply(lambda x: x / x.sum())
              B    C
    0  0.333333  0.4
    1  0.666667  0.6
    2  1.000000  1.0
 
    In the above, the groups are not part of the index. We can have them included
    by using ``g2`` where ``group_keys=True``:
 
    >>> g2[['B', 'C']].apply(lambda x: x / x.sum())
                B    C
    A
    a 0  0.333333  0.4
      1  0.666667  0.6
    b 2  1.000000  1.0
 
    Example 2: The function passed to `apply` takes a DataFrame as
    its argument and returns a Series.  `apply` combines the result for
    each group together into a new DataFrame.
 
    .. versionchanged:: 1.3.0
 
        The resulting dtype will reflect the return value of the passed ``func``.
 
    >>> g1[['B', 'C']].apply(lambda x: x.astype(float).max() - x.min())
         B    C
    A
    a  1.0  2.0
    b  0.0  0.0
 
    >>> g2[['B', 'C']].apply(lambda x: x.astype(float).max() - x.min())
         B    C
    A
    a  1.0  2.0
    b  0.0  0.0
 
    The ``group_keys`` argument has no effect here because the result is not
    like-indexed (i.e. :ref:`a transform <groupby.transform>`) when compared
    to the input.
 
    Example 3: The function passed to `apply` takes a DataFrame as
    its argument and returns a scalar. `apply` combines the result for
    each group together into a Series, including setting the index as
    appropriate:
 
    >>> g1.apply(lambda x: x.C.max() - x.B.min())
    A
    a    5
    b    2
    dtype: int64""",
    "series_examples": """
    >>> s = pd.Series([0, 1, 2], index='a a b'.split())
    >>> g1 = s.groupby(s.index, group_keys=False)
    >>> g2 = s.groupby(s.index, group_keys=True)
 
    From ``s`` above we can see that ``g`` has two groups, ``a`` and ``b``.
    Notice that ``g1`` have ``g2`` have two groups, ``a`` and ``b``, and only
    differ in their ``group_keys`` argument. Calling `apply` in various ways,
    we can get different grouping results:
 
    Example 1: The function passed to `apply` takes a Series as
    its argument and returns a Series.  `apply` combines the result for
    each group together into a new Series.
 
    .. versionchanged:: 1.3.0
 
        The resulting dtype will reflect the return value of the passed ``func``.
 
    >>> g1.apply(lambda x: x*2 if x.name == 'a' else x/2)
    a    0.0
    a    2.0
    b    1.0
    dtype: float64
 
    In the above, the groups are not part of the index. We can have them included
    by using ``g2`` where ``group_keys=True``:
 
    >>> g2.apply(lambda x: x*2 if x.name == 'a' else x/2)
    a  a    0.0
       a    2.0
    b  b    1.0
    dtype: float64
 
    Example 2: The function passed to `apply` takes a Series as
    its argument and returns a scalar. `apply` combines the result for
    each group together into a Series, including setting the index as
    appropriate:
 
    >>> g1.apply(lambda x: x.max() - x.min())
    a    1
    b    0
    dtype: int64
 
    The ``group_keys`` argument has no effect here because the result is not
    like-indexed (i.e. :ref:`a transform <groupby.transform>`) when compared
    to the input.
 
    >>> g2.apply(lambda x: x.max() - x.min())
    a    1
    b    0
    dtype: int64""",
}
 
_groupby_agg_method_template = """
Compute {fname} of group values.
 
Parameters
----------
numeric_only : bool, default {no}
    Include only float, int, boolean columns.
 
    .. versionchanged:: 2.0.0
 
        numeric_only no longer accepts ``None``.
 
min_count : int, default {mc}
    The required number of valid values to perform the operation. If fewer
    than ``min_count`` non-NA values are present the result will be NA.
 
Returns
-------
Series or DataFrame
    Computed {fname} of values within each group.
"""
 
_pipe_template = """
Apply a ``func`` with arguments to this %(klass)s object and return its result.
 
Use `.pipe` when you want to improve readability by chaining together
functions that expect Series, DataFrames, GroupBy or Resampler objects.
Instead of writing
 
>>> h(g(f(df.groupby('group')), arg1=a), arg2=b, arg3=c)  # doctest: +SKIP
 
You can write
 
>>> (df.groupby('group')
...    .pipe(f)
...    .pipe(g, arg1=a)
...    .pipe(h, arg2=b, arg3=c))  # doctest: +SKIP
 
which is much more readable.
 
Parameters
----------
func : callable or tuple of (callable, str)
    Function to apply to this %(klass)s object or, alternatively,
    a `(callable, data_keyword)` tuple where `data_keyword` is a
    string indicating the keyword of `callable` that expects the
    %(klass)s object.
args : iterable, optional
       Positional arguments passed into `func`.
kwargs : dict, optional
         A dictionary of keyword arguments passed into `func`.
 
Returns
-------
the return type of `func`.
 
See Also
--------
Series.pipe : Apply a function with arguments to a series.
DataFrame.pipe: Apply a function with arguments to a dataframe.
apply : Apply function to each group instead of to the
    full %(klass)s object.
 
Notes
-----
See more `here
<https://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/user_guide/groupby.html#piping-function-calls>`_
 
Examples
--------
%(examples)s
"""
 
_transform_template = """
Call function producing a same-indexed %(klass)s on each group.
 
Returns a %(klass)s having the same indexes as the original object
filled with the transformed values.
 
Parameters
----------
f : function, str
    Function to apply to each group. See the Notes section below for requirements.
 
    Accepted inputs are:
 
    - String
    - Python function
    - Numba JIT function with ``engine='numba'`` specified.
 
    Only passing a single function is supported with this engine.
    If the ``'numba'`` engine is chosen, the function must be
    a user defined function with ``values`` and ``index`` as the
    first and second arguments respectively in the function signature.
    Each group's index will be passed to the user defined function
    and optionally available for use.
 
    If a string is chosen, then it needs to be the name
    of the groupby method you want to use.
 
    .. versionchanged:: 1.1.0
*args
    Positional arguments to pass to func.
engine : str, default None
    * ``'cython'`` : Runs the function through C-extensions from cython.
    * ``'numba'`` : Runs the function through JIT compiled code from numba.
    * ``None`` : Defaults to ``'cython'`` or the global setting ``compute.use_numba``
 
    .. versionadded:: 1.1.0
engine_kwargs : dict, default None
    * For ``'cython'`` engine, there are no accepted ``engine_kwargs``
    * For ``'numba'`` engine, the engine can accept ``nopython``, ``nogil``
      and ``parallel`` dictionary keys. The values must either be ``True`` or
      ``False``. The default ``engine_kwargs`` for the ``'numba'`` engine is
      ``{'nopython': True, 'nogil': False, 'parallel': False}`` and will be
      applied to the function
 
    .. versionadded:: 1.1.0
**kwargs
    Keyword arguments to be passed into func.
 
Returns
-------
%(klass)s
 
See Also
--------
%(klass)s.groupby.apply : Apply function ``func`` group-wise and combine
    the results together.
%(klass)s.groupby.aggregate : Aggregate using one or more
    operations over the specified axis.
%(klass)s.transform : Call ``func`` on self producing a %(klass)s with the
    same axis shape as self.
 
Notes
-----
Each group is endowed the attribute 'name' in case you need to know
which group you are working on.
 
The current implementation imposes three requirements on f:
 
* f must return a value that either has the same shape as the input
  subframe or can be broadcast to the shape of the input subframe.
  For example, if `f` returns a scalar it will be broadcast to have the
  same shape as the input subframe.
* if this is a DataFrame, f must support application column-by-column
  in the subframe. If f also supports application to the entire subframe,
  then a fast path is used starting from the second chunk.
* f must not mutate groups. Mutation is not supported and may
  produce unexpected results. See :ref:`gotchas.udf-mutation` for more details.
 
When using ``engine='numba'``, there will be no "fall back" behavior internally.
The group data and group index will be passed as numpy arrays to the JITed
user defined function, and no alternative execution attempts will be tried.
 
.. versionchanged:: 1.3.0
 
    The resulting dtype will reflect the return value of the passed ``func``,
    see the examples below.
 
.. versionchanged:: 2.0.0
 
    When using ``.transform`` on a grouped DataFrame and the transformation function
    returns a DataFrame, pandas now aligns the result's index
    with the input's index. You can call ``.to_numpy()`` on the
    result of the transformation function to avoid alignment.
 
Examples
--------
%(example)s"""
 
_agg_template = """
Aggregate using one or more operations over the specified axis.
 
Parameters
----------
func : function, str, list, dict or None
    Function to use for aggregating the data. If a function, must either
    work when passed a {klass} or when passed to {klass}.apply.
 
    Accepted combinations are:
 
    - function
    - string function name
    - list of functions and/or function names, e.g. ``[np.sum, 'mean']``
    - dict of axis labels -> functions, function names or list of such.
    - None, in which case ``**kwargs`` are used with Named Aggregation. Here the
      output has one column for each element in ``**kwargs``. The name of the
      column is keyword, whereas the value determines the aggregation used to compute
      the values in the column.
 
    Can also accept a Numba JIT function with
    ``engine='numba'`` specified. Only passing a single function is supported
    with this engine.
 
    If the ``'numba'`` engine is chosen, the function must be
    a user defined function with ``values`` and ``index`` as the
    first and second arguments respectively in the function signature.
    Each group's index will be passed to the user defined function
    and optionally available for use.
 
    .. versionchanged:: 1.1.0
*args
    Positional arguments to pass to func.
engine : str, default None
    * ``'cython'`` : Runs the function through C-extensions from cython.
    * ``'numba'`` : Runs the function through JIT compiled code from numba.
    * ``None`` : Defaults to ``'cython'`` or globally setting ``compute.use_numba``
 
    .. versionadded:: 1.1.0
engine_kwargs : dict, default None
    * For ``'cython'`` engine, there are no accepted ``engine_kwargs``
    * For ``'numba'`` engine, the engine can accept ``nopython``, ``nogil``
      and ``parallel`` dictionary keys. The values must either be ``True`` or
      ``False``. The default ``engine_kwargs`` for the ``'numba'`` engine is
      ``{{'nopython': True, 'nogil': False, 'parallel': False}}`` and will be
      applied to the function
 
    .. versionadded:: 1.1.0
**kwargs
    * If ``func`` is None, ``**kwargs`` are used to define the output names and
      aggregations via Named Aggregation. See ``func`` entry.
    * Otherwise, keyword arguments to be passed into func.
 
Returns
-------
{klass}
 
See Also
--------
{klass}.groupby.apply : Apply function func group-wise
    and combine the results together.
{klass}.groupby.transform : Transforms the Series on each group
    based on the given function.
{klass}.aggregate : Aggregate using one or more
    operations over the specified axis.
 
Notes
-----
When using ``engine='numba'``, there will be no "fall back" behavior internally.
The group data and group index will be passed as numpy arrays to the JITed
user defined function, and no alternative execution attempts will be tried.
 
Functions that mutate the passed object can produce unexpected
behavior or errors and are not supported. See :ref:`gotchas.udf-mutation`
for more details.
 
.. versionchanged:: 1.3.0
 
    The resulting dtype will reflect the return value of the passed ``func``,
    see the examples below.
{examples}"""
 
 
@final
class GroupByPlot(PandasObject):
    """
    Class implementing the .plot attribute for groupby objects.
    """
 
    def __init__(self, groupby: GroupBy) -> None:
        self._groupby = groupby
 
    def __call__(self, *args, **kwargs):
        def f(self):
            return self.plot(*args, **kwargs)
 
        f.__name__ = "plot"
        return self._groupby.apply(f)
 
    def __getattr__(self, name: str):
        def attr(*args, **kwargs):
            def f(self):
                return getattr(self.plot, name)(*args, **kwargs)
 
            return self._groupby.apply(f)
 
        return attr
 
 
_KeysArgType = Union[
    Hashable,
    List[Hashable],
    Callable[[Hashable], Hashable],
    List[Callable[[Hashable], Hashable]],
    Mapping[Hashable, Hashable],
]
 
 
class BaseGroupBy(PandasObject, SelectionMixin[NDFrameT], GroupByIndexingMixin):
    _hidden_attrs = PandasObject._hidden_attrs | {
        "as_index",
        "axis",
        "dropna",
        "exclusions",
        "grouper",
        "group_keys",
        "keys",
        "level",
        "obj",
        "observed",
        "sort",
    }
 
    axis: AxisInt
    grouper: ops.BaseGrouper
    keys: _KeysArgType | None = None
    level: IndexLabel | None = None
    group_keys: bool
 
    @final
    def __len__(self) -> int:
        return len(self.groups)
 
    @final
    def __repr__(self) -> str:
        # TODO: Better repr for GroupBy object
        return object.__repr__(self)
 
    @final
    @property
    def groups(self) -> dict[Hashable, np.ndarray]:
        """
        Dict {group name -> group labels}.
        """
        return self.grouper.groups
 
    @final
    @property
    def ngroups(self) -> int:
        return self.grouper.ngroups
 
    @final
    @property
    def indices(self) -> dict[Hashable, npt.NDArray[np.intp]]:
        """
        Dict {group name -> group indices}.
        """
        return self.grouper.indices
 
    @final
    def _get_indices(self, names):
        """
        Safe get multiple indices, translate keys for
        datelike to underlying repr.
        """
 
        def get_converter(s):
            # possibly convert to the actual key types
            # in the indices, could be a Timestamp or a np.datetime64
            if isinstance(s, datetime.datetime):
                return lambda key: Timestamp(key)
            elif isinstance(s, np.datetime64):
                return lambda key: Timestamp(key).asm8
            else:
                return lambda key: key
 
        if len(names) == 0:
            return []
 
        if len(self.indices) > 0:
            index_sample = next(iter(self.indices))
        else:
            index_sample = None  # Dummy sample
 
        name_sample = names[0]
        if isinstance(index_sample, tuple):
            if not isinstance(name_sample, tuple):
                msg = "must supply a tuple to get_group with multiple grouping keys"
                raise ValueError(msg)
            if not len(name_sample) == len(index_sample):
                try:
                    # If the original grouper was a tuple
                    return [self.indices[name] for name in names]
                except KeyError as err:
                    # turns out it wasn't a tuple
                    msg = (
                        "must supply a same-length tuple to get_group "
                        "with multiple grouping keys"
                    )
                    raise ValueError(msg) from err
 
            converters = [get_converter(s) for s in index_sample]
            names = (tuple(f(n) for f, n in zip(converters, name)) for name in names)
 
        else:
            converter = get_converter(index_sample)
            names = (converter(name) for name in names)
 
        return [self.indices.get(name, []) for name in names]
 
    @final
    def _get_index(self, name):
        """
        Safe get index, translate keys for datelike to underlying repr.
        """
        return self._get_indices([name])[0]
 
    @final
    @cache_readonly
    def _selected_obj(self):
        # Note: _selected_obj is always just `self.obj` for SeriesGroupBy
        if isinstance(self.obj, Series):
            return self.obj
 
        if self._selection is not None:
            if is_hashable(self._selection):
                # i.e. a single key, so selecting it will return a Series.
                #  In this case, _obj_with_exclusions would wrap the key
                #  in a list and return a single-column DataFrame.
                return self.obj[self._selection]
 
            # Otherwise _selection is equivalent to _selection_list, so
            #  _selected_obj matches _obj_with_exclusions, so we can re-use
            #  that and avoid making a copy.
            return self._obj_with_exclusions
 
        return self.obj
 
    @final
    def _dir_additions(self) -> set[str]:
        return self.obj._dir_additions()
 
    @Substitution(
        klass="GroupBy",
        examples=dedent(
            """\
        >>> df = pd.DataFrame({'A': 'a b a b'.split(), 'B': [1, 2, 3, 4]})
        >>> df
           A  B
        0  a  1
        1  b  2
        2  a  3
        3  b  4
 
        To get the difference between each groups maximum and minimum value in one
        pass, you can do
 
        >>> df.groupby('A').pipe(lambda x: x.max() - x.min())
           B
        A
        a  2
        b  2"""
        ),
    )
    @Appender(_pipe_template)
    def pipe(
        self,
        func: Callable[..., T] | tuple[Callable[..., T], str],
        *args,
        **kwargs,
    ) -> T:
        return com.pipe(self, func, *args, **kwargs)
 
    @final
    def get_group(self, name, obj=None) -> DataFrame | Series:
        """
        Construct DataFrame from group with provided name.
 
        Parameters
        ----------
        name : object
            The name of the group to get as a DataFrame.
        obj : DataFrame, default None
            The DataFrame to take the DataFrame out of.  If
            it is None, the object groupby was called on will
            be used.
 
        Returns
        -------
        same type as obj
        """
        if obj is None:
            obj = self._selected_obj
 
        inds = self._get_index(name)
        if not len(inds):
            raise KeyError(name)
 
        return obj._take_with_is_copy(inds, axis=self.axis)
 
    @final
    def __iter__(self) -> Iterator[tuple[Hashable, NDFrameT]]:
        """
        Groupby iterator.
 
        Returns
        -------
        Generator yielding sequence of (name, subsetted object)
        for each group
        """
        keys = self.keys
        result = self.grouper.get_iterator(self._selected_obj, axis=self.axis)
        if isinstance(keys, list) and len(keys) == 1:
            # GH#42795 - when keys is a list, return tuples even when length is 1
            result = (((key,), group) for key, group in result)
        return result
 
 
# To track operations that expand dimensions, like ohlc
OutputFrameOrSeries = TypeVar("OutputFrameOrSeries", bound=NDFrame)
 
 
class GroupBy(BaseGroupBy[NDFrameT]):
    """
    Class for grouping and aggregating relational data.
 
    See aggregate, transform, and apply functions on this object.
 
    It's easiest to use obj.groupby(...) to use GroupBy, but you can also do:
 
    ::
 
        grouped = groupby(obj, ...)
 
    Parameters
    ----------
    obj : pandas object
    axis : int, default 0
    level : int, default None
        Level of MultiIndex
    groupings : list of Grouping objects
        Most users should ignore this
    exclusions : array-like, optional
        List of columns to exclude
    name : str
        Most users should ignore this
 
    Returns
    -------
    **Attributes**
    groups : dict
        {group name -> group labels}
    len(grouped) : int
        Number of groups
 
    Notes
    -----
    After grouping, see aggregate, apply, and transform functions. Here are
    some other brief notes about usage. When grouping by multiple groups, the
    result index will be a MultiIndex (hierarchical) by default.
 
    Iteration produces (key, group) tuples, i.e. chunking the data by group. So
    you can write code like:
 
    ::
 
        grouped = obj.groupby(keys, axis=axis)
        for key, group in grouped:
            # do something with the data
 
    Function calls on GroupBy, if not specially implemented, "dispatch" to the
    grouped data. So if you group a DataFrame and wish to invoke the std()
    method on each group, you can simply do:
 
    ::
 
        df.groupby(mapper).std()
 
    rather than
 
    ::
 
        df.groupby(mapper).aggregate(np.std)
 
    You can pass arguments to these "wrapped" functions, too.
 
    See the online documentation for full exposition on these topics and much
    more
    """
 
    grouper: ops.BaseGrouper
    as_index: bool
 
    @final
    def __init__(
        self,
        obj: NDFrameT,
        keys: _KeysArgType | None = None,
        axis: Axis = 0,
        level: IndexLabel | None = None,
        grouper: ops.BaseGrouper | None = None,
        exclusions: frozenset[Hashable] | None = None,
        selection: IndexLabel | None = None,
        as_index: bool = True,
        sort: bool = True,
        group_keys: bool = True,
        observed: bool = False,
        dropna: bool = True,
    ) -> None:
        self._selection = selection
 
        assert isinstance(obj, NDFrame), type(obj)
 
        self.level = level
 
        if not as_index:
            if axis != 0:
                raise ValueError("as_index=False only valid for axis=0")
 
        self.as_index = as_index
        self.keys = keys
        self.sort = sort
        self.group_keys = group_keys
        self.observed = observed
        self.dropna = dropna
 
        if grouper is None:
            grouper, exclusions, obj = get_grouper(
                obj,
                keys,
                axis=axis,
                level=level,
                sort=sort,
                observed=observed,
                dropna=self.dropna,
            )
 
        self.obj = obj
        self.axis = obj._get_axis_number(axis)
        self.grouper = grouper
        self.exclusions = frozenset(exclusions) if exclusions else frozenset()
 
    def __getattr__(self, attr: str):
        if attr in self._internal_names_set:
            return object.__getattribute__(self, attr)
        if attr in self.obj:
            return self[attr]
 
        raise AttributeError(
            f"'{type(self).__name__}' object has no attribute '{attr}'"
        )
 
    @final
    def _op_via_apply(self, name: str, *args, **kwargs):
        """Compute the result of an operation by using GroupBy's apply."""
        f = getattr(type(self._obj_with_exclusions), name)
        sig = inspect.signature(f)
 
        # a little trickery for aggregation functions that need an axis
        # argument
        if "axis" in sig.parameters:
            if kwargs.get("axis", None) is None or kwargs.get("axis") is lib.no_default:
                kwargs["axis"] = self.axis
 
        def curried(x):
            return f(x, *args, **kwargs)
 
        # preserve the name so we can detect it when calling plot methods,
        # to avoid duplicates
        curried.__name__ = name
 
        # special case otherwise extra plots are created when catching the
        # exception below
        if name in base.plotting_methods:
            return self.apply(curried)
 
        is_transform = name in base.transformation_kernels
        result = self._python_apply_general(
            curried,
            self._obj_with_exclusions,
            is_transform=is_transform,
            not_indexed_same=not is_transform,
        )
 
        if self.grouper.has_dropped_na and is_transform:
            # result will have dropped rows due to nans, fill with null
            # and ensure index is ordered same as the input
            result = self._set_result_index_ordered(result)
        return result
 
    # -----------------------------------------------------------------
    # Selection
 
    def _iterate_slices(self) -> Iterable[Series]:
        raise AbstractMethodError(self)
 
    # -----------------------------------------------------------------
    # Dispatch/Wrapping
 
    @final
    def _concat_objects(
        self,
        values,
        not_indexed_same: bool = False,
        is_transform: bool = False,
    ):
        from pandas.core.reshape.concat import concat
 
        if self.group_keys and not is_transform:
            if self.as_index:
                # possible MI return case
                group_keys = self.grouper.result_index
                group_levels = self.grouper.levels
                group_names = self.grouper.names
 
                result = concat(
                    values,
                    axis=self.axis,
                    keys=group_keys,
                    levels=group_levels,
                    names=group_names,
                    sort=False,
                )
            else:
                # GH5610, returns a MI, with the first level being a
                # range index
                keys = list(range(len(values)))
                result = concat(values, axis=self.axis, keys=keys)
 
        elif not not_indexed_same:
            result = concat(values, axis=self.axis)
 
            ax = self._selected_obj._get_axis(self.axis)
            if self.dropna:
                labels = self.grouper.group_info[0]
                mask = labels != -1
                ax = ax[mask]
 
            # this is a very unfortunate situation
            # we can't use reindex to restore the original order
            # when the ax has duplicates
            # so we resort to this
            # GH 14776, 30667
            # TODO: can we re-use e.g. _reindex_non_unique?
            if ax.has_duplicates and not result.axes[self.axis].equals(ax):
                # e.g. test_category_order_transformer
                target = algorithms.unique1d(ax._values)
                indexer, _ = result.index.get_indexer_non_unique(target)
                result = result.take(indexer, axis=self.axis)
            else:
                result = result.reindex(ax, axis=self.axis, copy=False)
 
        else:
            result = concat(values, axis=self.axis)
 
        name = self.obj.name if self.obj.ndim == 1 else self._selection
        if isinstance(result, Series) and name is not None:
            result.name = name
 
        return result
 
    @final
    def _set_result_index_ordered(
        self, result: OutputFrameOrSeries
    ) -> OutputFrameOrSeries:
        # set the result index on the passed values object and
        # return the new object, xref 8046
 
        obj_axis = self.obj._get_axis(self.axis)
 
        if self.grouper.is_monotonic and not self.grouper.has_dropped_na:
            # shortcut if we have an already ordered grouper
            result = result.set_axis(obj_axis, axis=self.axis, copy=False)
            return result
 
        # row order is scrambled => sort the rows by position in original index
        original_positions = Index(self.grouper.result_ilocs())
        result = result.set_axis(original_positions, axis=self.axis, copy=False)
        result = result.sort_index(axis=self.axis)
        if self.grouper.has_dropped_na:
            # Add back in any missing rows due to dropna - index here is integral
            # with values referring to the row of the input so can use RangeIndex
            result = result.reindex(RangeIndex(len(obj_axis)), axis=self.axis)
        result = result.set_axis(obj_axis, axis=self.axis, copy=False)
 
        return result
 
    @final
    def _insert_inaxis_grouper(self, result: Series | DataFrame) -> DataFrame:
        if isinstance(result, Series):
            result = result.to_frame()
 
        # zip in reverse so we can always insert at loc 0
        columns = result.columns
        for name, lev, in_axis in zip(
            reversed(self.grouper.names),
            reversed(self.grouper.get_group_levels()),
            reversed([grp.in_axis for grp in self.grouper.groupings]),
        ):
            # GH #28549
            # When using .apply(-), name will be in columns already
            if in_axis and name not in columns:
                result.insert(0, name, lev)
 
        return result
 
    def _indexed_output_to_ndframe(
        self, result: Mapping[base.OutputKey, ArrayLike]
    ) -> Series | DataFrame:
        raise AbstractMethodError(self)
 
    @final
    def _maybe_transpose_result(self, result: NDFrameT) -> NDFrameT:
        if self.axis == 1:
            # Only relevant for DataFrameGroupBy, no-op for SeriesGroupBy
            result = result.T
            if result.index.equals(self.obj.index):
                # Retain e.g. DatetimeIndex/TimedeltaIndex freq
                # e.g. test_groupby_crash_on_nunique
                result.index = self.obj.index.copy()
        return result
 
    @final
    def _wrap_aggregated_output(
        self,
        result: Series | DataFrame,
        qs: npt.NDArray[np.float64] | None = None,
    ):
        """
        Wraps the output of GroupBy aggregations into the expected result.
 
        Parameters
        ----------
        result : Series, DataFrame
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
        """
        # ATM we do not get here for SeriesGroupBy; when we do, we will
        #  need to require that result.name already match self.obj.name
 
        if not self.as_index:
            # `not self.as_index` is only relevant for DataFrameGroupBy,
            #   enforced in __init__
            result = self._insert_inaxis_grouper(result)
            result = result._consolidate()
            index = Index(range(self.grouper.ngroups))
 
        else:
            index = self.grouper.result_index
 
        if qs is not None:
            # We get here with len(qs) != 1 and not self.as_index
            #  in test_pass_args_kwargs
            index = _insert_quantile_level(index, qs)
 
        result.index = index
 
        # error: Argument 1 to "_maybe_transpose_result" of "GroupBy" has
        # incompatible type "Union[Series, DataFrame]"; expected "NDFrameT"
        res = self._maybe_transpose_result(result)  # type: ignore[arg-type]
        return self._reindex_output(res, qs=qs)
 
    def _wrap_applied_output(
        self,
        data,
        values: list,
        not_indexed_same: bool = False,
        is_transform: bool = False,
    ):
        raise AbstractMethodError(self)
 
    # -----------------------------------------------------------------
    # numba
 
    @final
    def _numba_prep(self, data: DataFrame):
        ids, _, ngroups = self.grouper.group_info
        sorted_index = get_group_index_sorter(ids, ngroups)
        sorted_ids = algorithms.take_nd(ids, sorted_index, allow_fill=False)
 
        sorted_data = data.take(sorted_index, axis=self.axis).to_numpy()
        if len(self.grouper.groupings) > 1:
            raise NotImplementedError(
                "More than 1 grouping labels are not supported with engine='numba'"
            )
        # GH 46867
        index_data = data.index
        if isinstance(index_data, MultiIndex):
            group_key = self.grouper.groupings[0].name
            index_data = index_data.get_level_values(group_key)
        sorted_index_data = index_data.take(sorted_index).to_numpy()
 
        starts, ends = lib.generate_slices(sorted_ids, ngroups)
        return (
            starts,
            ends,
            sorted_index_data,
            sorted_data,
        )
 
    def _numba_agg_general(
        self,
        func: Callable,
        engine_kwargs: dict[str, bool] | None,
        *aggregator_args,
    ):
        """
        Perform groupby with a standard numerical aggregation function (e.g. mean)
        with Numba.
        """
        if not self.as_index:
            raise NotImplementedError(
                "as_index=False is not supported. Use .reset_index() instead."
            )
        if self.axis == 1:
            raise NotImplementedError("axis=1 is not supported.")
 
        data = self._obj_with_exclusions
        df = data if data.ndim == 2 else data.to_frame()
        starts, ends, sorted_index, sorted_data = self._numba_prep(df)
        aggregator = executor.generate_shared_aggregator(
            func, **get_jit_arguments(engine_kwargs)
        )
        result = aggregator(sorted_data, starts, ends, 0, *aggregator_args)
 
        index = self.grouper.result_index
        if data.ndim == 1:
            result_kwargs = {"name": data.name}
            result = result.ravel()
        else:
            result_kwargs = {"columns": data.columns}
        return data._constructor(result, index=index, **result_kwargs)
 
    @final
    def _transform_with_numba(self, func, *args, engine_kwargs=None, **kwargs):
        """
        Perform groupby transform routine with the numba engine.
 
        This routine mimics the data splitting routine of the DataSplitter class
        to generate the indices of each group in the sorted data and then passes the
        data and indices into a Numba jitted function.
        """
        data = self._obj_with_exclusions
        df = data if data.ndim == 2 else data.to_frame()
 
        starts, ends, sorted_index, sorted_data = self._numba_prep(df)
        numba_.validate_udf(func)
        numba_transform_func = numba_.generate_numba_transform_func(
            func, **get_jit_arguments(engine_kwargs, kwargs)
        )
        result = numba_transform_func(
            sorted_data,
            sorted_index,
            starts,
            ends,
            len(df.columns),
            *args,
        )
        # result values needs to be resorted to their original positions since we
        # evaluated the data sorted by group
        result = result.take(np.argsort(sorted_index), axis=0)
        index = data.index
        if data.ndim == 1:
            result_kwargs = {"name": data.name}
            result = result.ravel()
        else:
            result_kwargs = {"columns": data.columns}
        return data._constructor(result, index=index, **result_kwargs)
 
    @final
    def _aggregate_with_numba(self, func, *args, engine_kwargs=None, **kwargs):
        """
        Perform groupby aggregation routine with the numba engine.
 
        This routine mimics the data splitting routine of the DataSplitter class
        to generate the indices of each group in the sorted data and then passes the
        data and indices into a Numba jitted function.
        """
        data = self._obj_with_exclusions
        df = data if data.ndim == 2 else data.to_frame()
 
        starts, ends, sorted_index, sorted_data = self._numba_prep(df)
        numba_.validate_udf(func)
        numba_agg_func = numba_.generate_numba_agg_func(
            func, **get_jit_arguments(engine_kwargs, kwargs)
        )
        result = numba_agg_func(
            sorted_data,
            sorted_index,
            starts,
            ends,
            len(df.columns),
            *args,
        )
        index = self.grouper.result_index
        if data.ndim == 1:
            result_kwargs = {"name": data.name}
            result = result.ravel()
        else:
            result_kwargs = {"columns": data.columns}
        res = data._constructor(result, index=index, **result_kwargs)
        if not self.as_index:
            res = self._insert_inaxis_grouper(res)
            res.index = default_index(len(res))
        return res
 
    # -----------------------------------------------------------------
    # apply/agg/transform
 
    @Appender(
        _apply_docs["template"].format(
            input="dataframe", examples=_apply_docs["dataframe_examples"]
        )
    )
    def apply(self, func, *args, **kwargs) -> NDFrameT:
        func = com.is_builtin_func(func)
 
        if isinstance(func, str):
            if hasattr(self, func):
                res = getattr(self, func)
                if callable(res):
                    return res(*args, **kwargs)
                elif args or kwargs:
                    raise ValueError(f"Cannot pass arguments to property {func}")
                return res
 
            else:
                raise TypeError(f"apply func should be callable, not '{func}'")
 
        elif args or kwargs:
            if callable(func):
 
                @wraps(func)
                def f(g):
                    with np.errstate(all="ignore"):
                        return func(g, *args, **kwargs)
 
            else:
                raise ValueError(
                    "func must be a callable if args or kwargs are supplied"
                )
        else:
            f = func
 
        # ignore SettingWithCopy here in case the user mutates
        with option_context("mode.chained_assignment", None):
            try:
                result = self._python_apply_general(f, self._selected_obj)
            except TypeError:
                # gh-20949
                # try again, with .apply acting as a filtering
                # operation, by excluding the grouping column
                # This would normally not be triggered
                # except if the udf is trying an operation that
                # fails on *some* columns, e.g. a numeric operation
                # on a string grouper column
 
                return self._python_apply_general(f, self._obj_with_exclusions)
 
        return result
 
    @final
    def _python_apply_general(
        self,
        f: Callable,
        data: DataFrame | Series,
        not_indexed_same: bool | None = None,
        is_transform: bool = False,
        is_agg: bool = False,
    ) -> NDFrameT:
        """
        Apply function f in python space
 
        Parameters
        ----------
        f : callable
            Function to apply
        data : Series or DataFrame
            Data to apply f to
        not_indexed_same: bool, optional
            When specified, overrides the value of not_indexed_same. Apply behaves
            differently when the result index is equal to the input index, but
            this can be coincidental leading to value-dependent behavior.
        is_transform : bool, default False
            Indicator for whether the function is actually a transform
            and should not have group keys prepended.
        is_agg : bool, default False
            Indicator for whether the function is an aggregation. When the
            result is empty, we don't want to warn for this case.
            See _GroupBy._python_agg_general.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            data after applying f
        """
        values, mutated = self.grouper.apply(f, data, self.axis)
        if not_indexed_same is None:
            not_indexed_same = mutated
 
        return self._wrap_applied_output(
            data,
            values,
            not_indexed_same,
            is_transform,
        )
 
    @final
    def _agg_general(
        self,
        numeric_only: bool = False,
        min_count: int = -1,
        *,
        alias: str,
        npfunc: Callable,
    ):
        result = self._cython_agg_general(
            how=alias,
            alt=npfunc,
            numeric_only=numeric_only,
            min_count=min_count,
        )
        return result.__finalize__(self.obj, method="groupby")
 
    def _agg_py_fallback(
        self, values: ArrayLike, ndim: int, alt: Callable
    ) -> ArrayLike:
        """
        Fallback to pure-python aggregation if _cython_operation raises
        NotImplementedError.
        """
        # We get here with a) EADtypes and b) object dtype
        assert alt is not None
 
        if values.ndim == 1:
            # For DataFrameGroupBy we only get here with ExtensionArray
            ser = Series(values, copy=False)
        else:
            # We only get here with values.dtype == object
            # TODO: special case not needed with ArrayManager
            df = DataFrame(values.T)
            # bc we split object blocks in grouped_reduce, we have only 1 col
            # otherwise we'd have to worry about block-splitting GH#39329
            assert df.shape[1] == 1
            # Avoid call to self.values that can occur in DataFrame
            #  reductions; see GH#28949
            ser = df.iloc[:, 0]
 
        # We do not get here with UDFs, so we know that our dtype
        #  should always be preserved by the implemented aggregations
        # TODO: Is this exactly right; see WrappedCythonOp get_result_dtype?
        res_values = self.grouper.agg_series(ser, alt, preserve_dtype=True)
 
        if isinstance(values, Categorical):
            # Because we only get here with known dtype-preserving
            #  reductions, we cast back to Categorical.
            # TODO: if we ever get "rank" working, exclude it here.
            res_values = type(values)._from_sequence(res_values, dtype=values.dtype)
 
        elif ser.dtype == object:
            res_values = res_values.astype(object, copy=False)
 
        # If we are DataFrameGroupBy and went through a SeriesGroupByPath
        # then we need to reshape
        # GH#32223 includes case with IntegerArray values, ndarray res_values
        # test_groupby_duplicate_columns with object dtype values
        return ensure_block_shape(res_values, ndim=ndim)
 
    @final
    def _cython_agg_general(
        self,
        how: str,
        alt: Callable,
        numeric_only: bool = False,
        min_count: int = -1,
        **kwargs,
    ):
        # Note: we never get here with how="ohlc" for DataFrameGroupBy;
        #  that goes through SeriesGroupBy
 
        data = self._get_data_to_aggregate(numeric_only=numeric_only, name=how)
 
        def array_func(values: ArrayLike) -> ArrayLike:
            try:
                result = self.grouper._cython_operation(
                    "aggregate",
                    values,
                    how,
                    axis=data.ndim - 1,
                    min_count=min_count,
                    **kwargs,
                )
            except NotImplementedError:
                # generally if we have numeric_only=False
                # and non-applicable functions
                # try to python agg
                # TODO: shouldn't min_count matter?
                result = self._agg_py_fallback(values, ndim=data.ndim, alt=alt)
 
            return result
 
        new_mgr = data.grouped_reduce(array_func)
        res = self._wrap_agged_manager(new_mgr)
        out = self._wrap_aggregated_output(res)
        if self.axis == 1:
            out = out.infer_objects(copy=False)
        return out
 
    def _cython_transform(
        self, how: str, numeric_only: bool = False, axis: AxisInt = 0, **kwargs
    ):
        raise AbstractMethodError(self)
 
    @final
    def _transform(self, func, *args, engine=None, engine_kwargs=None, **kwargs):
        if maybe_use_numba(engine):
            return self._transform_with_numba(
                func, *args, engine_kwargs=engine_kwargs, **kwargs
            )
 
        # optimized transforms
        func = com.get_cython_func(func) or func
 
        if not isinstance(func, str):
            return self._transform_general(func, *args, **kwargs)
 
        elif func not in base.transform_kernel_allowlist:
            msg = f"'{func}' is not a valid function name for transform(name)"
            raise ValueError(msg)
        elif func in base.cythonized_kernels or func in base.transformation_kernels:
            # cythonized transform or canned "agg+broadcast"
            return getattr(self, func)(*args, **kwargs)
 
        else:
            # i.e. func in base.reduction_kernels
 
            # GH#30918 Use _transform_fast only when we know func is an aggregation
            # If func is a reduction, we need to broadcast the
            # result to the whole group. Compute func result
            # and deal with possible broadcasting below.
            # Temporarily set observed for dealing with categoricals.
            with com.temp_setattr(self, "observed", True):
                with com.temp_setattr(self, "as_index", True):
                    # GH#49834 - result needs groups in the index for
                    # _wrap_transform_fast_result
                    result = getattr(self, func)(*args, **kwargs)
 
            return self._wrap_transform_fast_result(result)
 
    @final
    def _wrap_transform_fast_result(self, result: NDFrameT) -> NDFrameT:
        """
        Fast transform path for aggregations.
        """
        obj = self._obj_with_exclusions
 
        # for each col, reshape to size of original frame by take operation
        ids, _, _ = self.grouper.group_info
        result = result.reindex(self.grouper.result_index, axis=self.axis, copy=False)
 
        if self.obj.ndim == 1:
            # i.e. SeriesGroupBy
            out = algorithms.take_nd(result._values, ids)
            output = obj._constructor(out, index=obj.index, name=obj.name)
        else:
            # `.size()` gives Series output on DataFrame input, need axis 0
            axis = 0 if result.ndim == 1 else self.axis
            # GH#46209
            # Don't convert indices: negative indices need to give rise
            # to null values in the result
            output = result._take(ids, axis=axis, convert_indices=False)
            output = output.set_axis(obj._get_axis(self.axis), axis=axis)
        return output
 
    # -----------------------------------------------------------------
    # Utilities
 
    @final
    def _apply_filter(self, indices, dropna):
        if len(indices) == 0:
            indices = np.array([], dtype="int64")
        else:
            indices = np.sort(np.concatenate(indices))
        if dropna:
            filtered = self._selected_obj.take(indices, axis=self.axis)
        else:
            mask = np.empty(len(self._selected_obj.index), dtype=bool)
            mask.fill(False)
            mask[indices.astype(int)] = True
            # mask fails to broadcast when passed to where; broadcast manually.
            mask = np.tile(mask, list(self._selected_obj.shape[1:]) + [1]).T
            filtered = self._selected_obj.where(mask)  # Fill with NaNs.
        return filtered
 
    @final
    def _cumcount_array(self, ascending: bool = True) -> np.ndarray:
        """
        Parameters
        ----------
        ascending : bool, default True
            If False, number in reverse, from length of group - 1 to 0.
 
        Notes
        -----
        this is currently implementing sort=False
        (though the default is sort=True) for groupby in general
        """
        ids, _, ngroups = self.grouper.group_info
        sorter = get_group_index_sorter(ids, ngroups)
        ids, count = ids[sorter], len(ids)
 
        if count == 0:
            return np.empty(0, dtype=np.int64)
 
        run = np.r_[True, ids[:-1] != ids[1:]]
        rep = np.diff(np.r_[np.nonzero(run)[0], count])
        out = (~run).cumsum()
 
        if ascending:
            out -= np.repeat(out[run], rep)
        else:
            out = np.repeat(out[np.r_[run[1:], True]], rep) - out
 
        if self.grouper.has_dropped_na:
            out = np.where(ids == -1, np.nan, out.astype(np.float64, copy=False))
        else:
            out = out.astype(np.int64, copy=False)
 
        rev = np.empty(count, dtype=np.intp)
        rev[sorter] = np.arange(count, dtype=np.intp)
        return out[rev]
 
    # -----------------------------------------------------------------
 
    @final
    @property
    def _obj_1d_constructor(self) -> Callable:
        # GH28330 preserve subclassed Series/DataFrames
        if isinstance(self.obj, DataFrame):
            return self.obj._constructor_sliced
        assert isinstance(self.obj, Series)
        return self.obj._constructor
 
    @final
    def _bool_agg(self, val_test: Literal["any", "all"], skipna: bool):
        """
        Shared func to call any / all Cython GroupBy implementations.
        """
 
        def objs_to_bool(vals: ArrayLike) -> tuple[np.ndarray, type]:
            if is_object_dtype(vals.dtype) and skipna:
                # GH#37501: don't raise on pd.NA when skipna=True
                mask = isna(vals)
                if mask.any():
                    # mask on original values computed separately
                    vals = vals.copy()
                    vals[mask] = True
            elif isinstance(vals, BaseMaskedArray):
                vals = vals._data
            vals = vals.astype(bool, copy=False)
            return vals.view(np.int8), bool
 
        def result_to_bool(
            result: np.ndarray,
            inference: type,
            nullable: bool = False,
        ) -> ArrayLike:
            if nullable:
                return BooleanArray(result.astype(bool, copy=False), result == -1)
            else:
                return result.astype(inference, copy=False)
 
        return self._get_cythonized_result(
            libgroupby.group_any_all,
            numeric_only=False,
            cython_dtype=np.dtype(np.int8),
            pre_processing=objs_to_bool,
            post_processing=result_to_bool,
            val_test=val_test,
            skipna=skipna,
        )
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def any(self, skipna: bool = True):
        """
        Return True if any value in the group is truthful, else False.
 
        Parameters
        ----------
        skipna : bool, default True
            Flag to ignore nan values during truth testing.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            DataFrame or Series of boolean values, where a value is True if any element
            is True within its respective group, False otherwise.
        """
        return self._bool_agg("any", skipna)
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def all(self, skipna: bool = True):
        """
        Return True if all values in the group are truthful, else False.
 
        Parameters
        ----------
        skipna : bool, default True
            Flag to ignore nan values during truth testing.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            DataFrame or Series of boolean values, where a value is True if all elements
            are True within its respective group, False otherwise.
        """
        return self._bool_agg("all", skipna)
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def count(self) -> NDFrameT:
        """
        Compute count of group, excluding missing values.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Count of values within each group.
        """
        data = self._get_data_to_aggregate()
        ids, _, ngroups = self.grouper.group_info
        mask = ids != -1
 
        is_series = data.ndim == 1
 
        def hfunc(bvalues: ArrayLike) -> ArrayLike:
            # TODO(EA2D): reshape would not be necessary with 2D EAs
            if bvalues.ndim == 1:
                # EA
                masked = mask & ~isna(bvalues).reshape(1, -1)
            else:
                masked = mask & ~isna(bvalues)
 
            counted = lib.count_level_2d(masked, labels=ids, max_bin=ngroups)
            if is_series:
                assert counted.ndim == 2
                assert counted.shape[0] == 1
                return counted[0]
            return counted
 
        new_mgr = data.grouped_reduce(hfunc)
        new_obj = self._wrap_agged_manager(new_mgr)
 
        # If we are grouping on categoricals we want unobserved categories to
        # return zero, rather than the default of NaN which the reindexing in
        # _wrap_aggregated_output() returns. GH 35028
        # e.g. test_dataframe_groupby_on_2_categoricals_when_observed_is_false
        with com.temp_setattr(self, "observed", True):
            result = self._wrap_aggregated_output(new_obj)
 
        return self._reindex_output(result, fill_value=0)
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Substitution(see_also=_common_see_also)
    def mean(
        self,
        numeric_only: bool = False,
        engine: str = "cython",
        engine_kwargs: dict[str, bool] | None = None,
    ):
        """
        Compute mean of groups, excluding missing values.
 
        Parameters
        ----------
        numeric_only : bool, default False
            Include only float, int, boolean columns.
 
            .. versionchanged:: 2.0.0
 
                numeric_only no longer accepts ``None`` and defaults to ``False``.
 
        engine : str, default None
            * ``'cython'`` : Runs the operation through C-extensions from cython.
            * ``'numba'`` : Runs the operation through JIT compiled code from numba.
            * ``None`` : Defaults to ``'cython'`` or globally setting
              ``compute.use_numba``
 
            .. versionadded:: 1.4.0
 
        engine_kwargs : dict, default None
            * For ``'cython'`` engine, there are no accepted ``engine_kwargs``
            * For ``'numba'`` engine, the engine can accept ``nopython``, ``nogil``
              and ``parallel`` dictionary keys. The values must either be ``True`` or
              ``False``. The default ``engine_kwargs`` for the ``'numba'`` engine is
              ``{{'nopython': True, 'nogil': False, 'parallel': False}}``
 
            .. versionadded:: 1.4.0
 
        Returns
        -------
        pandas.Series or pandas.DataFrame
        %(see_also)s
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'A': [1, 1, 2, 1, 2],
        ...                    'B': [np.nan, 2, 3, 4, 5],
        ...                    'C': [1, 2, 1, 1, 2]}, columns=['A', 'B', 'C'])
 
        Groupby one column and return the mean of the remaining columns in
        each group.
 
        >>> df.groupby('A').mean()
             B         C
        A
        1  3.0  1.333333
        2  4.0  1.500000
 
        Groupby two columns and return the mean of the remaining column.
 
        >>> df.groupby(['A', 'B']).mean()
                 C
        A B
        1 2.0  2.0
          4.0  1.0
        2 3.0  1.0
          5.0  2.0
 
        Groupby one column and return the mean of only particular column in
        the group.
 
        >>> df.groupby('A')['B'].mean()
        A
        1    3.0
        2    4.0
        Name: B, dtype: float64
        """
 
        if maybe_use_numba(engine):
            from pandas.core._numba.kernels import sliding_mean
 
            return self._numba_agg_general(sliding_mean, engine_kwargs)
        else:
            result = self._cython_agg_general(
                "mean",
                alt=lambda x: Series(x).mean(numeric_only=numeric_only),
                numeric_only=numeric_only,
            )
            return result.__finalize__(self.obj, method="groupby")
 
    @final
    def median(self, numeric_only: bool = False):
        """
        Compute median of groups, excluding missing values.
 
        For multiple groupings, the result index will be a MultiIndex
 
        Parameters
        ----------
        numeric_only : bool, default False
            Include only float, int, boolean columns.
 
            .. versionchanged:: 2.0.0
 
                numeric_only no longer accepts ``None`` and defaults to False.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Median of values within each group.
        """
        result = self._cython_agg_general(
            "median",
            alt=lambda x: Series(x).median(numeric_only=numeric_only),
            numeric_only=numeric_only,
        )
        return result.__finalize__(self.obj, method="groupby")
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def std(
        self,
        ddof: int = 1,
        engine: str | None = None,
        engine_kwargs: dict[str, bool] | None = None,
        numeric_only: bool = False,
    ):
        """
        Compute standard deviation of groups, excluding missing values.
 
        For multiple groupings, the result index will be a MultiIndex.
 
        Parameters
        ----------
        ddof : int, default 1
            Degrees of freedom.
 
        engine : str, default None
            * ``'cython'`` : Runs the operation through C-extensions from cython.
            * ``'numba'`` : Runs the operation through JIT compiled code from numba.
            * ``None`` : Defaults to ``'cython'`` or globally setting
              ``compute.use_numba``
 
            .. versionadded:: 1.4.0
 
        engine_kwargs : dict, default None
            * For ``'cython'`` engine, there are no accepted ``engine_kwargs``
            * For ``'numba'`` engine, the engine can accept ``nopython``, ``nogil``
              and ``parallel`` dictionary keys. The values must either be ``True`` or
              ``False``. The default ``engine_kwargs`` for the ``'numba'`` engine is
              ``{{'nopython': True, 'nogil': False, 'parallel': False}}``
 
            .. versionadded:: 1.4.0
 
        numeric_only : bool, default False
            Include only `float`, `int` or `boolean` data.
 
            .. versionadded:: 1.5.0
 
            .. versionchanged:: 2.0.0
 
                numeric_only now defaults to ``False``.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Standard deviation of values within each group.
        """
        if maybe_use_numba(engine):
            from pandas.core._numba.kernels import sliding_var
 
            return np.sqrt(self._numba_agg_general(sliding_var, engine_kwargs, ddof))
        else:
 
            def _preprocessing(values):
                if isinstance(values, BaseMaskedArray):
                    return values._data, None
                return values, None
 
            def _postprocessing(
                vals, inference, nullable: bool = False, result_mask=None
            ) -> ArrayLike:
                if nullable:
                    if result_mask.ndim == 2:
                        result_mask = result_mask[:, 0]
                    return FloatingArray(np.sqrt(vals), result_mask.view(np.bool_))
                return np.sqrt(vals)
 
            result = self._get_cythonized_result(
                libgroupby.group_var,
                cython_dtype=np.dtype(np.float64),
                numeric_only=numeric_only,
                needs_counts=True,
                pre_processing=_preprocessing,
                post_processing=_postprocessing,
                ddof=ddof,
                how="std",
            )
            return result
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def var(
        self,
        ddof: int = 1,
        engine: str | None = None,
        engine_kwargs: dict[str, bool] | None = None,
        numeric_only: bool = False,
    ):
        """
        Compute variance of groups, excluding missing values.
 
        For multiple groupings, the result index will be a MultiIndex.
 
        Parameters
        ----------
        ddof : int, default 1
            Degrees of freedom.
 
        engine : str, default None
            * ``'cython'`` : Runs the operation through C-extensions from cython.
            * ``'numba'`` : Runs the operation through JIT compiled code from numba.
            * ``None`` : Defaults to ``'cython'`` or globally setting
              ``compute.use_numba``
 
            .. versionadded:: 1.4.0
 
        engine_kwargs : dict, default None
            * For ``'cython'`` engine, there are no accepted ``engine_kwargs``
            * For ``'numba'`` engine, the engine can accept ``nopython``, ``nogil``
              and ``parallel`` dictionary keys. The values must either be ``True`` or
              ``False``. The default ``engine_kwargs`` for the ``'numba'`` engine is
              ``{{'nopython': True, 'nogil': False, 'parallel': False}}``
 
            .. versionadded:: 1.4.0
 
        numeric_only : bool, default False
            Include only `float`, `int` or `boolean` data.
 
            .. versionadded:: 1.5.0
 
            .. versionchanged:: 2.0.0
 
                numeric_only now defaults to ``False``.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Variance of values within each group.
        """
        if maybe_use_numba(engine):
            from pandas.core._numba.kernels import sliding_var
 
            return self._numba_agg_general(sliding_var, engine_kwargs, ddof)
        else:
            return self._cython_agg_general(
                "var",
                alt=lambda x: Series(x).var(ddof=ddof),
                numeric_only=numeric_only,
                ddof=ddof,
            )
 
    @final
    def _value_counts(
        self,
        subset: Sequence[Hashable] | None = None,
        normalize: bool = False,
        sort: bool = True,
        ascending: bool = False,
        dropna: bool = True,
    ) -> DataFrame | Series:
        """
        Shared implementation of value_counts for SeriesGroupBy and DataFrameGroupBy.
 
        SeriesGroupBy additionally supports a bins argument. See the docstring of
        DataFrameGroupBy.value_counts for a description of arguments.
        """
        if self.axis == 1:
            raise NotImplementedError(
                "DataFrameGroupBy.value_counts only handles axis=0"
            )
        name = "proportion" if normalize else "count"
 
        df = self.obj
        obj = self._obj_with_exclusions
 
        in_axis_names = {
            grouping.name for grouping in self.grouper.groupings if grouping.in_axis
        }
        if isinstance(obj, Series):
            _name = obj.name
            keys = [] if _name in in_axis_names else [obj]
        else:
            unique_cols = set(obj.columns)
            if subset is not None:
                subsetted = set(subset)
                clashing = subsetted & set(in_axis_names)
                if clashing:
                    raise ValueError(
                        f"Keys {clashing} in subset cannot be in "
                        "the groupby column keys."
                    )
                doesnt_exist = subsetted - unique_cols
                if doesnt_exist:
                    raise ValueError(
                        f"Keys {doesnt_exist} in subset do not "
                        f"exist in the DataFrame."
                    )
            else:
                subsetted = unique_cols
 
            keys = [
                # Can't use .values because the column label needs to be preserved
                obj.iloc[:, idx]
                for idx, _name in enumerate(obj.columns)
                if _name not in in_axis_names and _name in subsetted
            ]
 
        groupings = list(self.grouper.groupings)
        for key in keys:
            grouper, _, _ = get_grouper(
                df,
                key=key,
                axis=self.axis,
                sort=self.sort,
                observed=False,
                dropna=dropna,
            )
            groupings += list(grouper.groupings)
 
        # Take the size of the overall columns
        gb = df.groupby(
            groupings,
            sort=self.sort,
            observed=self.observed,
            dropna=self.dropna,
        )
        result_series = cast(Series, gb.size())
        result_series.name = name
 
        # GH-46357 Include non-observed categories
        # of non-grouping columns regardless of `observed`
        if any(
            isinstance(grouping.grouping_vector, (Categorical, CategoricalIndex))
            and not grouping._observed
            for grouping in groupings
        ):
            levels_list = [ping.result_index for ping in groupings]
            multi_index, _ = MultiIndex.from_product(
                levels_list, names=[ping.name for ping in groupings]
            ).sortlevel()
            result_series = result_series.reindex(multi_index, fill_value=0)
 
        if normalize:
            # Normalize the results by dividing by the original group sizes.
            # We are guaranteed to have the first N levels be the
            # user-requested grouping.
            levels = list(
                range(len(self.grouper.groupings), result_series.index.nlevels)
            )
            indexed_group_size = result_series.groupby(
                result_series.index.droplevel(levels),
                sort=self.sort,
                dropna=self.dropna,
            ).transform("sum")
            result_series /= indexed_group_size
 
            # Handle groups of non-observed categories
            result_series = result_series.fillna(0.0)
 
        if sort:
            # Sort the values and then resort by the main grouping
            index_level = range(len(self.grouper.groupings))
            result_series = result_series.sort_values(ascending=ascending).sort_index(
                level=index_level, sort_remaining=False
            )
 
        result: Series | DataFrame
        if self.as_index:
            result = result_series
        else:
            # Convert to frame
            index = result_series.index
            columns = com.fill_missing_names(index.names)
            if name in columns:
                raise ValueError(f"Column label '{name}' is duplicate of result column")
            result_series.name = name
            result_series.index = index.set_names(range(len(columns)))
            result_frame = result_series.reset_index()
            result_frame.columns = columns + [name]
            result = result_frame
        return result.__finalize__(self.obj, method="value_counts")
 
    @final
    def sem(self, ddof: int = 1, numeric_only: bool = False):
        """
        Compute standard error of the mean of groups, excluding missing values.
 
        For multiple groupings, the result index will be a MultiIndex.
 
        Parameters
        ----------
        ddof : int, default 1
            Degrees of freedom.
 
        numeric_only : bool, default False
            Include only `float`, `int` or `boolean` data.
 
            .. versionadded:: 1.5.0
 
            .. versionchanged:: 2.0.0
 
                numeric_only now defaults to ``False``.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Standard error of the mean of values within each group.
        """
        if numeric_only and self.obj.ndim == 1 and not is_numeric_dtype(self.obj.dtype):
            raise TypeError(
                f"{type(self).__name__}.sem called with "
                f"numeric_only={numeric_only} and dtype {self.obj.dtype}"
            )
        result = self.std(ddof=ddof, numeric_only=numeric_only)
 
        if result.ndim == 1:
            result /= np.sqrt(self.count())
        else:
            cols = result.columns.difference(self.exclusions).unique()
            counts = self.count()
            result_ilocs = result.columns.get_indexer_for(cols)
            count_ilocs = counts.columns.get_indexer_for(cols)
 
            result.iloc[:, result_ilocs] /= np.sqrt(counts.iloc[:, count_ilocs])
        return result
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def size(self) -> DataFrame | Series:
        """
        Compute group sizes.
 
        Returns
        -------
        DataFrame or Series
            Number of rows in each group as a Series if as_index is True
            or a DataFrame if as_index is False.
        """
        result = self.grouper.size()
 
        # GH28330 preserve subclassed Series/DataFrames through calls
        if isinstance(self.obj, Series):
            result = self._obj_1d_constructor(result, name=self.obj.name)
        else:
            result = self._obj_1d_constructor(result)
 
        with com.temp_setattr(self, "as_index", True):
            # size already has the desired behavior in GH#49519, but this makes the
            # as_index=False path of _reindex_output fail on categorical groupers.
            result = self._reindex_output(result, fill_value=0)
        if not self.as_index:
            # error: Incompatible types in assignment (expression has
            # type "DataFrame", variable has type "Series")
            result = result.rename("size").reset_index()  # type: ignore[assignment]
        return result
 
    @final
    @doc(_groupby_agg_method_template, fname="sum", no=False, mc=0)
    def sum(
        self,
        numeric_only: bool = False,
        min_count: int = 0,
        engine: str | None = None,
        engine_kwargs: dict[str, bool] | None = None,
    ):
        if maybe_use_numba(engine):
            from pandas.core._numba.kernels import sliding_sum
 
            return self._numba_agg_general(
                sliding_sum,
                engine_kwargs,
            )
        else:
            # If we are grouping on categoricals we want unobserved categories to
            # return zero, rather than the default of NaN which the reindexing in
            # _agg_general() returns. GH #31422
            with com.temp_setattr(self, "observed", True):
                result = self._agg_general(
                    numeric_only=numeric_only,
                    min_count=min_count,
                    alias="sum",
                    npfunc=np.sum,
                )
 
            return self._reindex_output(result, fill_value=0)
 
    @final
    @doc(_groupby_agg_method_template, fname="prod", no=False, mc=0)
    def prod(self, numeric_only: bool = False, min_count: int = 0):
        return self._agg_general(
            numeric_only=numeric_only, min_count=min_count, alias="prod", npfunc=np.prod
        )
 
    @final
    @doc(_groupby_agg_method_template, fname="min", no=False, mc=-1)
    def min(
        self,
        numeric_only: bool = False,
        min_count: int = -1,
        engine: str | None = None,
        engine_kwargs: dict[str, bool] | None = None,
    ):
        if maybe_use_numba(engine):
            from pandas.core._numba.kernels import sliding_min_max
 
            return self._numba_agg_general(sliding_min_max, engine_kwargs, False)
        else:
            return self._agg_general(
                numeric_only=numeric_only,
                min_count=min_count,
                alias="min",
                npfunc=np.min,
            )
 
    @final
    @doc(_groupby_agg_method_template, fname="max", no=False, mc=-1)
    def max(
        self,
        numeric_only: bool = False,
        min_count: int = -1,
        engine: str | None = None,
        engine_kwargs: dict[str, bool] | None = None,
    ):
        if maybe_use_numba(engine):
            from pandas.core._numba.kernels import sliding_min_max
 
            return self._numba_agg_general(sliding_min_max, engine_kwargs, True)
        else:
            return self._agg_general(
                numeric_only=numeric_only,
                min_count=min_count,
                alias="max",
                npfunc=np.max,
            )
 
    @final
    def first(self, numeric_only: bool = False, min_count: int = -1):
        """
        Compute the first non-null entry of each column.
 
        Parameters
        ----------
        numeric_only : bool, default False
            Include only float, int, boolean columns.
        min_count : int, default -1
            The required number of valid values to perform the operation. If fewer
            than ``min_count`` non-NA values are present the result will be NA.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            First non-null of values within each group.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.groupby : Apply a function groupby to each row or column of a
            DataFrame.
        pandas.core.groupby.DataFrameGroupBy.last : Compute the last non-null entry
            of each column.
        pandas.core.groupby.DataFrameGroupBy.nth : Take the nth row from each group.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame(dict(A=[1, 1, 3], B=[None, 5, 6], C=[1, 2, 3],
        ...                        D=['3/11/2000', '3/12/2000', '3/13/2000']))
        >>> df['D'] = pd.to_datetime(df['D'])
        >>> df.groupby("A").first()
             B  C          D
        A
        1  5.0  1 2000-03-11
        3  6.0  3 2000-03-13
        >>> df.groupby("A").first(min_count=2)
            B    C          D
        A
        1 NaN  1.0 2000-03-11
        3 NaN  NaN        NaT
        >>> df.groupby("A").first(numeric_only=True)
             B  C
        A
        1  5.0  1
        3  6.0  3
        """
 
        def first_compat(obj: NDFrameT, axis: AxisInt = 0):
            def first(x: Series):
                """Helper function for first item that isn't NA."""
                arr = x.array[notna(x.array)]
                if not len(arr):
                    return np.nan
                return arr[0]
 
            if isinstance(obj, DataFrame):
                return obj.apply(first, axis=axis)
            elif isinstance(obj, Series):
                return first(obj)
            else:  # pragma: no cover
                raise TypeError(type(obj))
 
        return self._agg_general(
            numeric_only=numeric_only,
            min_count=min_count,
            alias="first",
            npfunc=first_compat,
        )
 
    @final
    def last(self, numeric_only: bool = False, min_count: int = -1):
        """
        Compute the last non-null entry of each column.
 
        Parameters
        ----------
        numeric_only : bool, default False
            Include only float, int, boolean columns. If None, will attempt to use
            everything, then use only numeric data.
        min_count : int, default -1
            The required number of valid values to perform the operation. If fewer
            than ``min_count`` non-NA values are present the result will be NA.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Last non-null of values within each group.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.groupby : Apply a function groupby to each row or column of a
            DataFrame.
        pandas.core.groupby.DataFrameGroupBy.first : Compute the first non-null entry
            of each column.
        pandas.core.groupby.DataFrameGroupBy.nth : Take the nth row from each group.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame(dict(A=[1, 1, 3], B=[5, None, 6], C=[1, 2, 3]))
        >>> df.groupby("A").last()
             B  C
        A
        1  5.0  2
        3  6.0  3
        """
 
        def last_compat(obj: NDFrameT, axis: AxisInt = 0):
            def last(x: Series):
                """Helper function for last item that isn't NA."""
                arr = x.array[notna(x.array)]
                if not len(arr):
                    return np.nan
                return arr[-1]
 
            if isinstance(obj, DataFrame):
                return obj.apply(last, axis=axis)
            elif isinstance(obj, Series):
                return last(obj)
            else:  # pragma: no cover
                raise TypeError(type(obj))
 
        return self._agg_general(
            numeric_only=numeric_only,
            min_count=min_count,
            alias="last",
            npfunc=last_compat,
        )
 
    @final
    def ohlc(self) -> DataFrame:
        """
        Compute open, high, low and close values of a group, excluding missing values.
 
        For multiple groupings, the result index will be a MultiIndex
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            Open, high, low and close values within each group.
        """
        if self.obj.ndim == 1:
            # self._iterate_slices() yields only self._selected_obj
            obj = self._selected_obj
 
            is_numeric = is_numeric_dtype(obj.dtype)
            if not is_numeric:
                raise DataError("No numeric types to aggregate")
 
            res_values = self.grouper._cython_operation(
                "aggregate", obj._values, "ohlc", axis=0, min_count=-1
            )
 
            agg_names = ["open", "high", "low", "close"]
            result = self.obj._constructor_expanddim(
                res_values, index=self.grouper.result_index, columns=agg_names
            )
            return self._reindex_output(result)
 
        result = self._apply_to_column_groupbys(
            lambda x: x.ohlc(), self._obj_with_exclusions
        )
        if not self.as_index:
            result = self._insert_inaxis_grouper(result)
            result.index = default_index(len(result))
        return result
 
    @doc(DataFrame.describe)
    def describe(
        self,
        percentiles=None,
        include=None,
        exclude=None,
    ) -> NDFrameT:
        obj = self._obj_with_exclusions
 
        if len(obj) == 0:
            described = obj.describe(
                percentiles=percentiles, include=include, exclude=exclude
            )
            if obj.ndim == 1:
                result = described
            else:
                result = described.unstack()
            return result.to_frame().T.iloc[:0]
 
        with com.temp_setattr(self, "as_index", True):
            result = self._python_apply_general(
                lambda x: x.describe(
                    percentiles=percentiles, include=include, exclude=exclude
                ),
                obj,
                not_indexed_same=True,
            )
        if self.axis == 1:
            return result.T
 
        # GH#49256 - properly handle the grouping column(s)
        result = result.unstack()
        if not self.as_index:
            result = self._insert_inaxis_grouper(result)
            result.index = default_index(len(result))
 
        return result
 
    @final
    def resample(self, rule, *args, **kwargs):
        """
        Provide resampling when using a TimeGrouper.
 
        Given a grouper, the function resamples it according to a string
        "string" -> "frequency".
 
        See the :ref:`frequency aliases <timeseries.offset_aliases>`
        documentation for more details.
 
        Parameters
        ----------
        rule : str or DateOffset
            The offset string or object representing target grouper conversion.
        *args, **kwargs
            Possible arguments are `how`, `fill_method`, `limit`, `kind` and
            `on`, and other arguments of `TimeGrouper`.
 
        Returns
        -------
        Grouper
            Return a new grouper with our resampler appended.
 
        See Also
        --------
        Grouper : Specify a frequency to resample with when
            grouping by a key.
        DatetimeIndex.resample : Frequency conversion and resampling of
            time series.
 
        Examples
        --------
        >>> idx = pd.date_range('1/1/2000', periods=4, freq='T')
        >>> df = pd.DataFrame(data=4 * [range(2)],
        ...                   index=idx,
        ...                   columns=['a', 'b'])
        >>> df.iloc[2, 0] = 5
        >>> df
                            a  b
        2000-01-01 00:00:00  0  1
        2000-01-01 00:01:00  0  1
        2000-01-01 00:02:00  5  1
        2000-01-01 00:03:00  0  1
 
        Downsample the DataFrame into 3 minute bins and sum the values of
        the timestamps falling into a bin.
 
        >>> df.groupby('a').resample('3T').sum()
                                 a  b
        a
        0   2000-01-01 00:00:00  0  2
            2000-01-01 00:03:00  0  1
        5   2000-01-01 00:00:00  5  1
 
        Upsample the series into 30 second bins.
 
        >>> df.groupby('a').resample('30S').sum()
                            a  b
        a
        0   2000-01-01 00:00:00  0  1
            2000-01-01 00:00:30  0  0
            2000-01-01 00:01:00  0  1
            2000-01-01 00:01:30  0  0
            2000-01-01 00:02:00  0  0
            2000-01-01 00:02:30  0  0
            2000-01-01 00:03:00  0  1
        5   2000-01-01 00:02:00  5  1
 
        Resample by month. Values are assigned to the month of the period.
 
        >>> df.groupby('a').resample('M').sum()
                    a  b
        a
        0   2000-01-31  0  3
        5   2000-01-31  5  1
 
        Downsample the series into 3 minute bins as above, but close the right
        side of the bin interval.
 
        >>> df.groupby('a').resample('3T', closed='right').sum()
                                 a  b
        a
        0   1999-12-31 23:57:00  0  1
            2000-01-01 00:00:00  0  2
        5   2000-01-01 00:00:00  5  1
 
        Downsample the series into 3 minute bins and close the right side of
        the bin interval, but label each bin using the right edge instead of
        the left.
 
        >>> df.groupby('a').resample('3T', closed='right', label='right').sum()
                                 a  b
        a
        0   2000-01-01 00:00:00  0  1
            2000-01-01 00:03:00  0  2
        5   2000-01-01 00:03:00  5  1
        """
        from pandas.core.resample import get_resampler_for_grouping
 
        return get_resampler_for_grouping(self, rule, *args, **kwargs)
 
    @final
    def rolling(self, *args, **kwargs) -> RollingGroupby:
        """
        Return a rolling grouper, providing rolling functionality per group.
 
        Parameters
        ----------
        window : int, timedelta, str, offset, or BaseIndexer subclass
            Size of the moving window.
 
            If an integer, the fixed number of observations used for
            each window.
 
            If a timedelta, str, or offset, the time period of each window. Each
            window will be a variable sized based on the observations included in
            the time-period. This is only valid for datetimelike indexes.
            To learn more about the offsets & frequency strings, please see `this link
            <https://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/user_guide/timeseries.html#offset-aliases>`__.
 
            If a BaseIndexer subclass, the window boundaries
            based on the defined ``get_window_bounds`` method. Additional rolling
            keyword arguments, namely ``min_periods``, ``center``, ``closed`` and
            ``step`` will be passed to ``get_window_bounds``.
 
        min_periods : int, default None
            Minimum number of observations in window required to have a value;
            otherwise, result is ``np.nan``.
 
            For a window that is specified by an offset,
            ``min_periods`` will default to 1.
 
            For a window that is specified by an integer, ``min_periods`` will default
            to the size of the window.
 
        center : bool, default False
            If False, set the window labels as the right edge of the window index.
 
            If True, set the window labels as the center of the window index.
 
        win_type : str, default None
            If ``None``, all points are evenly weighted.
 
            If a string, it must be a valid `scipy.signal window function
            <https://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/signal.windows.html#module-scipy.signal.windows>`__.
 
            Certain Scipy window types require additional parameters to be passed
            in the aggregation function. The additional parameters must match
            the keywords specified in the Scipy window type method signature.
 
        on : str, optional
            For a DataFrame, a column label or Index level on which
            to calculate the rolling window, rather than the DataFrame's index.
 
            Provided integer column is ignored and excluded from result since
            an integer index is not used to calculate the rolling window.
 
        axis : int or str, default 0
            If ``0`` or ``'index'``, roll across the rows.
 
            If ``1`` or ``'columns'``, roll across the columns.
 
            For `Series` this parameter is unused and defaults to 0.
 
        closed : str, default None
            If ``'right'``, the first point in the window is excluded from calculations.
 
            If ``'left'``, the last point in the window is excluded from calculations.
 
            If ``'both'``, the no points in the window are excluded from calculations.
 
            If ``'neither'``, the first and last points in the window are excluded
            from calculations.
 
            Default ``None`` (``'right'``).
 
        method : str {'single', 'table'}, default 'single'
            Execute the rolling operation per single column or row (``'single'``)
            or over the entire object (``'table'``).
 
            This argument is only implemented when specifying ``engine='numba'``
            in the method call.
 
        Returns
        -------
        RollingGroupby
            Return a new grouper with our rolling appended.
 
        See Also
        --------
        Series.rolling : Calling object with Series data.
        DataFrame.rolling : Calling object with DataFrames.
        Series.groupby : Apply a function groupby to a Series.
        DataFrame.groupby : Apply a function groupby.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'A': [1, 1, 2, 2],
        ...                    'B': [1, 2, 3, 4],
        ...                    'C': [0.362, 0.227, 1.267, -0.562]})
        >>> df
              A  B      C
        0     1  1  0.362
        1     1  2  0.227
        2     2  3  1.267
        3     2  4 -0.562
 
        >>> df.groupby('A').rolling(2).sum()
            B      C
        A
        1 0  NaN    NaN
          1  3.0  0.589
        2 2  NaN    NaN
          3  7.0  0.705
 
        >>> df.groupby('A').rolling(2, min_periods=1).sum()
            B      C
        A
        1 0  1.0  0.362
          1  3.0  0.589
        2 2  3.0  1.267
          3  7.0  0.705
 
        >>> df.groupby('A').rolling(2, on='B').sum()
            B      C
        A
        1 0  1    NaN
          1  2  0.589
        2 2  3    NaN
          3  4  0.705
        """
        from pandas.core.window import RollingGroupby
 
        return RollingGroupby(
            self._selected_obj,
            *args,
            _grouper=self.grouper,
            _as_index=self.as_index,
            **kwargs,
        )
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def expanding(self, *args, **kwargs) -> ExpandingGroupby:
        """
        Return an expanding grouper, providing expanding
        functionality per group.
        """
        from pandas.core.window import ExpandingGroupby
 
        return ExpandingGroupby(
            self._selected_obj,
            *args,
            _grouper=self.grouper,
            **kwargs,
        )
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def ewm(self, *args, **kwargs) -> ExponentialMovingWindowGroupby:
        """
        Return an ewm grouper, providing ewm functionality per group.
        """
        from pandas.core.window import ExponentialMovingWindowGroupby
 
        return ExponentialMovingWindowGroupby(
            self._selected_obj,
            *args,
            _grouper=self.grouper,
            **kwargs,
        )
 
    @final
    def _fill(self, direction: Literal["ffill", "bfill"], limit=None):
        """
        Shared function for `pad` and `backfill` to call Cython method.
 
        Parameters
        ----------
        direction : {'ffill', 'bfill'}
            Direction passed to underlying Cython function. `bfill` will cause
            values to be filled backwards. `ffill` and any other values will
            default to a forward fill
        limit : int, default None
            Maximum number of consecutive values to fill. If `None`, this
            method will convert to -1 prior to passing to Cython
 
        Returns
        -------
        `Series` or `DataFrame` with filled values
 
        See Also
        --------
        pad : Returns Series with minimum number of char in object.
        backfill : Backward fill the missing values in the dataset.
        """
        # Need int value for Cython
        if limit is None:
            limit = -1
 
        ids, _, _ = self.grouper.group_info
        sorted_labels = np.argsort(ids, kind="mergesort").astype(np.intp, copy=False)
        if direction == "bfill":
            sorted_labels = sorted_labels[::-1]
 
        col_func = partial(
            libgroupby.group_fillna_indexer,
            labels=ids,
            sorted_labels=sorted_labels,
            direction=direction,
            limit=limit,
            dropna=self.dropna,
        )
 
        def blk_func(values: ArrayLike) -> ArrayLike:
            mask = isna(values)
            if values.ndim == 1:
                indexer = np.empty(values.shape, dtype=np.intp)
                col_func(out=indexer, mask=mask)
                return algorithms.take_nd(values, indexer)
 
            else:
                # We broadcast algorithms.take_nd analogous to
                #  np.take_along_axis
 
                # Note: we only get here with backfill/pad,
                #  so if we have a dtype that cannot hold NAs,
                #  then there will be no -1s in indexer, so we can use
                #  the original dtype (no need to ensure_dtype_can_hold_na)
                if isinstance(values, np.ndarray):
                    dtype = values.dtype
                    if self.grouper.has_dropped_na:
                        # dropped null groups give rise to nan in the result
                        dtype = ensure_dtype_can_hold_na(values.dtype)
                    out = np.empty(values.shape, dtype=dtype)
                else:
                    out = type(values)._empty(values.shape, dtype=values.dtype)
 
                for i, value_element in enumerate(values):
                    # call group_fillna_indexer column-wise
                    indexer = np.empty(values.shape[1], dtype=np.intp)
                    col_func(out=indexer, mask=mask[i])
                    out[i, :] = algorithms.take_nd(value_element, indexer)
                return out
 
        mgr = self._get_data_to_aggregate()
        res_mgr = mgr.apply(blk_func)
 
        new_obj = self._wrap_agged_manager(res_mgr)
 
        if self.axis == 1:
            # Only relevant for DataFrameGroupBy
            new_obj = new_obj.T
            new_obj.columns = self.obj.columns
 
        new_obj.index = self.obj.index
        return new_obj
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    def ffill(self, limit=None):
        """
        Forward fill the values.
 
        Parameters
        ----------
        limit : int, optional
            Limit of how many values to fill.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Object with missing values filled.
 
        See Also
        --------
        Series.ffill: Returns Series with minimum number of char in object.
        DataFrame.ffill: Object with missing values filled or None if inplace=True.
        Series.fillna: Fill NaN values of a Series.
        DataFrame.fillna: Fill NaN values of a DataFrame.
        """
        return self._fill("ffill", limit=limit)
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    def bfill(self, limit=None):
        """
        Backward fill the values.
 
        Parameters
        ----------
        limit : int, optional
            Limit of how many values to fill.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Object with missing values filled.
 
        See Also
        --------
        Series.bfill :  Backward fill the missing values in the dataset.
        DataFrame.bfill:  Backward fill the missing values in the dataset.
        Series.fillna: Fill NaN values of a Series.
        DataFrame.fillna: Fill NaN values of a DataFrame.
        """
        return self._fill("bfill", limit=limit)
 
    @final
    @property
    @Substitution(name="groupby")
    @Substitution(see_also=_common_see_also)
    def nth(self) -> GroupByNthSelector:
        """
        Take the nth row from each group if n is an int, otherwise a subset of rows.
 
        Can be either a call or an index. dropna is not available with index notation.
        Index notation accepts a comma separated list of integers and slices.
 
        If dropna, will take the nth non-null row, dropna is either
        'all' or 'any'; this is equivalent to calling dropna(how=dropna)
        before the groupby.
 
        Parameters
        ----------
        n : int, slice or list of ints and slices
            A single nth value for the row or a list of nth values or slices.
 
            .. versionchanged:: 1.4.0
                Added slice and lists containing slices.
                Added index notation.
 
        dropna : {'any', 'all', None}, default None
            Apply the specified dropna operation before counting which row is
            the nth row. Only supported if n is an int.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            N-th value within each group.
        %(see_also)s
        Examples
        --------
 
        >>> df = pd.DataFrame({'A': [1, 1, 2, 1, 2],
        ...                    'B': [np.nan, 2, 3, 4, 5]}, columns=['A', 'B'])
        >>> g = df.groupby('A')
        >>> g.nth(0)
           A   B
        0  1 NaN
        2  2 3.0
        >>> g.nth(1)
           A   B
        1  1 2.0
        4  2 5.0
        >>> g.nth(-1)
           A   B
        3  1 4.0
        4  2 5.0
        >>> g.nth([0, 1])
           A   B
        0  1 NaN
        1  1 2.0
        2  2 3.0
        4  2 5.0
        >>> g.nth(slice(None, -1))
           A   B
        0  1 NaN
        1  1 2.0
        2  2 3.0
 
        Index notation may also be used
 
        >>> g.nth[0, 1]
           A   B
        0  1 NaN
        1  1 2.0
        2  2 3.0
        4  2 5.0
        >>> g.nth[:-1]
           A   B
        0  1 NaN
        1  1 2.0
        2  2 3.0
 
        Specifying `dropna` allows ignoring ``NaN`` values
 
        >>> g.nth(0, dropna='any')
           A   B
        1  1 2.0
        2  2 3.0
 
        When the specified ``n`` is larger than any of the groups, an
        empty DataFrame is returned
 
        >>> g.nth(3, dropna='any')
        Empty DataFrame
        Columns: [A, B]
        Index: []
        """
        return GroupByNthSelector(self)
 
    def _nth(
        self,
        n: PositionalIndexer | tuple,
        dropna: Literal["any", "all", None] = None,
    ) -> NDFrameT:
        if not dropna:
            mask = self._make_mask_from_positional_indexer(n)
 
            ids, _, _ = self.grouper.group_info
 
            # Drop NA values in grouping
            mask = mask & (ids != -1)
 
            out = self._mask_selected_obj(mask)
            return out
 
        # dropna is truthy
        if not is_integer(n):
            raise ValueError("dropna option only supported for an integer argument")
 
        if dropna not in ["any", "all"]:
            # Note: when agg-ing picker doesn't raise this, just returns NaN
            raise ValueError(
                "For a DataFrame or Series groupby.nth, dropna must be "
                "either None, 'any' or 'all', "
                f"(was passed {dropna})."
            )
 
        # old behaviour, but with all and any support for DataFrames.
        # modified in GH 7559 to have better perf
        n = cast(int, n)
        dropped = self.obj.dropna(how=dropna, axis=self.axis)
 
        # get a new grouper for our dropped obj
        if self.keys is None and self.level is None:
            # we don't have the grouper info available
            # (e.g. we have selected out
            # a column that is not in the current object)
            axis = self.grouper.axis
            grouper = self.grouper.codes_info[axis.isin(dropped.index)]
            if self.grouper.has_dropped_na:
                # Null groups need to still be encoded as -1 when passed to groupby
                nulls = grouper == -1
                # error: No overload variant of "where" matches argument types
                #        "Any", "NAType", "Any"
                values = np.where(nulls, NA, grouper)  # type: ignore[call-overload]
                grouper = Index(values, dtype="Int64")
 
        else:
            # create a grouper with the original parameters, but on dropped
            # object
            grouper, _, _ = get_grouper(
                dropped,
                key=self.keys,
                axis=self.axis,
                level=self.level,
                sort=self.sort,
            )
 
        grb = dropped.groupby(
            grouper, as_index=self.as_index, sort=self.sort, axis=self.axis
        )
        return grb.nth(n)
 
    @final
    def quantile(
        self,
        q: float | AnyArrayLike = 0.5,
        interpolation: str = "linear",
        numeric_only: bool = False,
    ):
        """
        Return group values at the given quantile, a la numpy.percentile.
 
        Parameters
        ----------
        q : float or array-like, default 0.5 (50% quantile)
            Value(s) between 0 and 1 providing the quantile(s) to compute.
        interpolation : {'linear', 'lower', 'higher', 'midpoint', 'nearest'}
            Method to use when the desired quantile falls between two points.
        numeric_only : bool, default False
            Include only `float`, `int` or `boolean` data.
 
            .. versionadded:: 1.5.0
 
            .. versionchanged:: 2.0.0
 
                numeric_only now defaults to ``False``.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Return type determined by caller of GroupBy object.
 
        See Also
        --------
        Series.quantile : Similar method for Series.
        DataFrame.quantile : Similar method for DataFrame.
        numpy.percentile : NumPy method to compute qth percentile.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame([
        ...     ['a', 1], ['a', 2], ['a', 3],
        ...     ['b', 1], ['b', 3], ['b', 5]
        ... ], columns=['key', 'val'])
        >>> df.groupby('key').quantile()
            val
        key
        a    2.0
        b    3.0
        """
 
        def pre_processor(vals: ArrayLike) -> tuple[np.ndarray, DtypeObj | None]:
            if is_object_dtype(vals):
                raise TypeError(
                    "'quantile' cannot be performed against 'object' dtypes!"
                )
 
            inference: DtypeObj | None = None
            if isinstance(vals, BaseMaskedArray) and is_numeric_dtype(vals.dtype):
                out = vals.to_numpy(dtype=float, na_value=np.nan)
                inference = vals.dtype
            elif is_integer_dtype(vals.dtype):
                if isinstance(vals, ExtensionArray):
                    out = vals.to_numpy(dtype=float, na_value=np.nan)
                else:
                    out = vals
                inference = np.dtype(np.int64)
            elif is_bool_dtype(vals.dtype) and isinstance(vals, ExtensionArray):
                out = vals.to_numpy(dtype=float, na_value=np.nan)
            elif needs_i8_conversion(vals.dtype):
                inference = vals.dtype
                # In this case we need to delay the casting until after the
                #  np.lexsort below.
                # error: Incompatible return value type (got
                # "Tuple[Union[ExtensionArray, ndarray[Any, Any]], Union[Any,
                # ExtensionDtype]]", expected "Tuple[ndarray[Any, Any],
                # Optional[Union[dtype[Any], ExtensionDtype]]]")
                return vals, inference  # type: ignore[return-value]
            elif isinstance(vals, ExtensionArray) and is_float_dtype(vals):
                inference = np.dtype(np.float64)
                out = vals.to_numpy(dtype=float, na_value=np.nan)
            else:
                out = np.asarray(vals)
 
            return out, inference
 
        def post_processor(
            vals: np.ndarray,
            inference: DtypeObj | None,
            result_mask: np.ndarray | None,
            orig_vals: ArrayLike,
        ) -> ArrayLike:
            if inference:
                # Check for edge case
                if isinstance(orig_vals, BaseMaskedArray):
                    assert result_mask is not None  # for mypy
 
                    if interpolation in {"linear", "midpoint"} and not is_float_dtype(
                        orig_vals
                    ):
                        return FloatingArray(vals, result_mask)
                    else:
                        # Item "ExtensionDtype" of "Union[ExtensionDtype, str,
                        # dtype[Any], Type[object]]" has no attribute "numpy_dtype"
                        # [union-attr]
                        return type(orig_vals)(
                            vals.astype(
                                inference.numpy_dtype  # type: ignore[union-attr]
                            ),
                            result_mask,
                        )
 
                elif not (
                    is_integer_dtype(inference)
                    and interpolation in {"linear", "midpoint"}
                ):
                    if needs_i8_conversion(inference):
                        # error: Item "ExtensionArray" of "Union[ExtensionArray,
                        # ndarray[Any, Any]]" has no attribute "_ndarray"
                        vals = vals.astype("i8").view(
                            orig_vals._ndarray.dtype  # type: ignore[union-attr]
                        )
                        # error: Item "ExtensionArray" of "Union[ExtensionArray,
                        # ndarray[Any, Any]]" has no attribute "_from_backing_data"
                        return orig_vals._from_backing_data(  # type: ignore[union-attr]
                            vals
                        )
 
                    assert isinstance(inference, np.dtype)  # for mypy
                    return vals.astype(inference)
 
            return vals
 
        orig_scalar = is_scalar(q)
        if orig_scalar:
            # error: Incompatible types in assignment (expression has type "List[
            # Union[float, ExtensionArray, ndarray[Any, Any], Index, Series]]",
            # variable has type "Union[float, Union[Union[ExtensionArray, ndarray[
            # Any, Any]], Index, Series]]")
            q = [q]  # type: ignore[assignment]
 
        qs = np.array(q, dtype=np.float64)
        ids, _, ngroups = self.grouper.group_info
        nqs = len(qs)
 
        func = partial(
            libgroupby.group_quantile, labels=ids, qs=qs, interpolation=interpolation
        )
 
        # Put '-1' (NaN) labels as the last group so it does not interfere
        # with the calculations. Note: length check avoids failure on empty
        # labels. In that case, the value doesn't matter
        na_label_for_sorting = ids.max() + 1 if len(ids) > 0 else 0
        labels_for_lexsort = np.where(ids == -1, na_label_for_sorting, ids)
 
        def blk_func(values: ArrayLike) -> ArrayLike:
            orig_vals = values
            if isinstance(values, BaseMaskedArray):
                mask = values._mask
                result_mask = np.zeros((ngroups, nqs), dtype=np.bool_)
            else:
                mask = isna(values)
                result_mask = None
 
            is_datetimelike = needs_i8_conversion(values.dtype)
 
            vals, inference = pre_processor(values)
 
            ncols = 1
            if vals.ndim == 2:
                ncols = vals.shape[0]
                shaped_labels = np.broadcast_to(
                    labels_for_lexsort, (ncols, len(labels_for_lexsort))
                )
            else:
                shaped_labels = labels_for_lexsort
 
            out = np.empty((ncols, ngroups, nqs), dtype=np.float64)
 
            # Get an index of values sorted by values and then labels
            order = (vals, shaped_labels)
            sort_arr = np.lexsort(order).astype(np.intp, copy=False)
 
            if is_datetimelike:
                # This casting needs to happen after the lexsort in order
                #  to ensure that NaTs are placed at the end and not the front
                vals = vals.view("i8").astype(np.float64)
 
            if vals.ndim == 1:
                # Ea is always 1d
                func(
                    out[0],
                    values=vals,
                    mask=mask,
                    sort_indexer=sort_arr,
                    result_mask=result_mask,
                )
            else:
                for i in range(ncols):
                    func(out[i], values=vals[i], mask=mask[i], sort_indexer=sort_arr[i])
 
            if vals.ndim == 1:
                out = out.ravel("K")
                if result_mask is not None:
                    result_mask = result_mask.ravel("K")
            else:
                out = out.reshape(ncols, ngroups * nqs)
            return post_processor(out, inference, result_mask, orig_vals)
 
        data = self._get_data_to_aggregate(numeric_only=numeric_only, name="quantile")
        res_mgr = data.grouped_reduce(blk_func)
 
        res = self._wrap_agged_manager(res_mgr)
 
        if orig_scalar:
            # Avoid expensive MultiIndex construction
            return self._wrap_aggregated_output(res)
        return self._wrap_aggregated_output(res, qs=qs)
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    def ngroup(self, ascending: bool = True):
        """
        Number each group from 0 to the number of groups - 1.
 
        This is the enumerative complement of cumcount.  Note that the
        numbers given to the groups match the order in which the groups
        would be seen when iterating over the groupby object, not the
        order they are first observed.
 
        Groups with missing keys (where `pd.isna()` is True) will be labeled with `NaN`
        and will be skipped from the count.
 
        Parameters
        ----------
        ascending : bool, default True
            If False, number in reverse, from number of group - 1 to 0.
 
        Returns
        -------
        Series
            Unique numbers for each group.
 
        See Also
        --------
        .cumcount : Number the rows in each group.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({"color": ["red", None, "red", "blue", "blue", "red"]})
        >>> df
           color
        0    red
        1   None
        2    red
        3   blue
        4   blue
        5    red
        >>> df.groupby("color").ngroup()
        0    1.0
        1    NaN
        2    1.0
        3    0.0
        4    0.0
        5    1.0
        dtype: float64
        >>> df.groupby("color", dropna=False).ngroup()
        0    1
        1    2
        2    1
        3    0
        4    0
        5    1
        dtype: int64
        >>> df.groupby("color", dropna=False).ngroup(ascending=False)
        0    1
        1    0
        2    1
        3    2
        4    2
        5    1
        dtype: int64
        """
        obj = self._obj_with_exclusions
        index = obj._get_axis(self.axis)
        comp_ids = self.grouper.group_info[0]
 
        dtype: type
        if self.grouper.has_dropped_na:
            comp_ids = np.where(comp_ids == -1, np.nan, comp_ids)
            dtype = np.float64
        else:
            dtype = np.int64
 
        if any(ping._passed_categorical for ping in self.grouper.groupings):
            # comp_ids reflect non-observed groups, we need only observed
            comp_ids = rank_1d(comp_ids, ties_method="dense") - 1
 
        result = self._obj_1d_constructor(comp_ids, index, dtype=dtype)
        if not ascending:
            result = self.ngroups - 1 - result
        return result
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    def cumcount(self, ascending: bool = True):
        """
        Number each item in each group from 0 to the length of that group - 1.
 
        Essentially this is equivalent to
 
        .. code-block:: python
 
            self.apply(lambda x: pd.Series(np.arange(len(x)), x.index))
 
        Parameters
        ----------
        ascending : bool, default True
            If False, number in reverse, from length of group - 1 to 0.
 
        Returns
        -------
        Series
            Sequence number of each element within each group.
 
        See Also
        --------
        .ngroup : Number the groups themselves.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame([['a'], ['a'], ['a'], ['b'], ['b'], ['a']],
        ...                   columns=['A'])
        >>> df
           A
        0  a
        1  a
        2  a
        3  b
        4  b
        5  a
        >>> df.groupby('A').cumcount()
        0    0
        1    1
        2    2
        3    0
        4    1
        5    3
        dtype: int64
        >>> df.groupby('A').cumcount(ascending=False)
        0    3
        1    2
        2    1
        3    1
        4    0
        5    0
        dtype: int64
        """
        index = self._obj_with_exclusions._get_axis(self.axis)
        cumcounts = self._cumcount_array(ascending=ascending)
        return self._obj_1d_constructor(cumcounts, index)
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Substitution(see_also=_common_see_also)
    def rank(
        self,
        method: str = "average",
        ascending: bool = True,
        na_option: str = "keep",
        pct: bool = False,
        axis: AxisInt = 0,
    ) -> NDFrameT:
        """
        Provide the rank of values within each group.
 
        Parameters
        ----------
        method : {'average', 'min', 'max', 'first', 'dense'}, default 'average'
            * average: average rank of group.
            * min: lowest rank in group.
            * max: highest rank in group.
            * first: ranks assigned in order they appear in the array.
            * dense: like 'min', but rank always increases by 1 between groups.
        ascending : bool, default True
            False for ranks by high (1) to low (N).
        na_option : {'keep', 'top', 'bottom'}, default 'keep'
            * keep: leave NA values where they are.
            * top: smallest rank if ascending.
            * bottom: smallest rank if descending.
        pct : bool, default False
            Compute percentage rank of data within each group.
        axis : int, default 0
            The axis of the object over which to compute the rank.
 
        Returns
        -------
        DataFrame with ranking of values within each group
        %(see_also)s
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame(
        ...     {
        ...         "group": ["a", "a", "a", "a", "a", "b", "b", "b", "b", "b"],
        ...         "value": [2, 4, 2, 3, 5, 1, 2, 4, 1, 5],
        ...     }
        ... )
        >>> df
          group  value
        0     a      2
        1     a      4
        2     a      2
        3     a      3
        4     a      5
        5     b      1
        6     b      2
        7     b      4
        8     b      1
        9     b      5
        >>> for method in ['average', 'min', 'max', 'dense', 'first']:
        ...     df[f'{method}_rank'] = df.groupby('group')['value'].rank(method)
        >>> df
          group  value  average_rank  min_rank  max_rank  dense_rank  first_rank
        0     a      2           1.5       1.0       2.0         1.0         1.0
        1     a      4           4.0       4.0       4.0         3.0         4.0
        2     a      2           1.5       1.0       2.0         1.0         2.0
        3     a      3           3.0       3.0       3.0         2.0         3.0
        4     a      5           5.0       5.0       5.0         4.0         5.0
        5     b      1           1.5       1.0       2.0         1.0         1.0
        6     b      2           3.0       3.0       3.0         2.0         3.0
        7     b      4           4.0       4.0       4.0         3.0         4.0
        8     b      1           1.5       1.0       2.0         1.0         2.0
        9     b      5           5.0       5.0       5.0         4.0         5.0
        """
        if na_option not in {"keep", "top", "bottom"}:
            msg = "na_option must be one of 'keep', 'top', or 'bottom'"
            raise ValueError(msg)
 
        kwargs = {
            "ties_method": method,
            "ascending": ascending,
            "na_option": na_option,
            "pct": pct,
        }
        if axis != 0:
            # DataFrame uses different keyword name
            kwargs["method"] = kwargs.pop("ties_method")
            f = lambda x: x.rank(axis=axis, numeric_only=False, **kwargs)
            result = self._python_apply_general(
                f, self._selected_obj, is_transform=True
            )
            return result
 
        return self._cython_transform(
            "rank",
            numeric_only=False,
            axis=axis,
            **kwargs,
        )
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def cumprod(self, axis: Axis = 0, *args, **kwargs) -> NDFrameT:
        """
        Cumulative product for each group.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
        """
        nv.validate_groupby_func("cumprod", args, kwargs, ["numeric_only", "skipna"])
        if axis != 0:
            f = lambda x: x.cumprod(axis=axis, **kwargs)
            return self._python_apply_general(f, self._selected_obj, is_transform=True)
 
        return self._cython_transform("cumprod", **kwargs)
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def cumsum(self, axis: Axis = 0, *args, **kwargs) -> NDFrameT:
        """
        Cumulative sum for each group.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
        """
        nv.validate_groupby_func("cumsum", args, kwargs, ["numeric_only", "skipna"])
        if axis != 0:
            f = lambda x: x.cumsum(axis=axis, **kwargs)
            return self._python_apply_general(f, self._selected_obj, is_transform=True)
 
        return self._cython_transform("cumsum", **kwargs)
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def cummin(
        self, axis: AxisInt = 0, numeric_only: bool = False, **kwargs
    ) -> NDFrameT:
        """
        Cumulative min for each group.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
        """
        skipna = kwargs.get("skipna", True)
        if axis != 0:
            f = lambda x: np.minimum.accumulate(x, axis)
            obj = self._selected_obj
            if numeric_only:
                obj = obj._get_numeric_data()
            return self._python_apply_general(f, obj, is_transform=True)
 
        return self._cython_transform(
            "cummin", numeric_only=numeric_only, skipna=skipna
        )
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def cummax(
        self, axis: AxisInt = 0, numeric_only: bool = False, **kwargs
    ) -> NDFrameT:
        """
        Cumulative max for each group.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
        """
        skipna = kwargs.get("skipna", True)
        if axis != 0:
            f = lambda x: np.maximum.accumulate(x, axis)
            obj = self._selected_obj
            if numeric_only:
                obj = obj._get_numeric_data()
            return self._python_apply_general(f, obj, is_transform=True)
 
        return self._cython_transform(
            "cummax", numeric_only=numeric_only, skipna=skipna
        )
 
    @final
    def _get_cythonized_result(
        self,
        base_func: Callable,
        cython_dtype: np.dtype,
        numeric_only: bool = False,
        needs_counts: bool = False,
        pre_processing=None,
        post_processing=None,
        how: str = "any_all",
        **kwargs,
    ):
        """
        Get result for Cythonized functions.
 
        Parameters
        ----------
        base_func : callable, Cythonized function to be called
        cython_dtype : np.dtype
            Type of the array that will be modified by the Cython call.
        numeric_only : bool, default False
            Whether only numeric datatypes should be computed
        needs_counts : bool, default False
            Whether the counts should be a part of the Cython call
        pre_processing : function, default None
            Function to be applied to `values` prior to passing to Cython.
            Function should return a tuple where the first element is the
            values to be passed to Cython and the second element is an optional
            type which the values should be converted to after being returned
            by the Cython operation. This function is also responsible for
            raising a TypeError if the values have an invalid type. Raises
            if `needs_values` is False.
        post_processing : function, default None
            Function to be applied to result of Cython function. Should accept
            an array of values as the first argument and type inferences as its
            second argument, i.e. the signature should be
            (ndarray, Type). If `needs_nullable=True`, a third argument should be
            `nullable`, to allow for processing specific to nullable values.
        how : str, default any_all
            Determines if any/all cython interface or std interface is used.
        **kwargs : dict
            Extra arguments to be passed back to Cython funcs
 
        Returns
        -------
        `Series` or `DataFrame`  with filled values
        """
        if post_processing and not callable(post_processing):
            raise ValueError("'post_processing' must be a callable!")
        if pre_processing and not callable(pre_processing):
            raise ValueError("'pre_processing' must be a callable!")
 
        grouper = self.grouper
 
        ids, _, ngroups = grouper.group_info
 
        base_func = partial(base_func, labels=ids)
 
        def blk_func(values: ArrayLike) -> ArrayLike:
            values = values.T
            ncols = 1 if values.ndim == 1 else values.shape[1]
 
            result: ArrayLike
            result = np.zeros(ngroups * ncols, dtype=cython_dtype)
            result = result.reshape((ngroups, ncols))
 
            func = partial(base_func, out=result)
 
            inferences = None
 
            if needs_counts:
                counts = np.zeros(ngroups, dtype=np.int64)
                func = partial(func, counts=counts)
 
            is_datetimelike = values.dtype.kind in ["m", "M"]
            vals = values
            if is_datetimelike and how == "std":
                vals = vals.view("i8")
            if pre_processing:
                vals, inferences = pre_processing(vals)
 
            vals = vals.astype(cython_dtype, copy=False)
            if vals.ndim == 1:
                vals = vals.reshape((-1, 1))
            func = partial(func, values=vals)
 
            if how != "std" or isinstance(values, BaseMaskedArray):
                mask = isna(values).view(np.uint8)
                if mask.ndim == 1:
                    mask = mask.reshape(-1, 1)
                func = partial(func, mask=mask)
 
            if how != "std":
                is_nullable = isinstance(values, BaseMaskedArray)
                func = partial(func, nullable=is_nullable)
 
            elif isinstance(values, BaseMaskedArray):
                result_mask = np.zeros(result.shape, dtype=np.bool_)
                func = partial(func, result_mask=result_mask)
 
            # Call func to modify result in place
            if how == "std":
                func(**kwargs, is_datetimelike=is_datetimelike)
            else:
                func(**kwargs)
 
            if values.ndim == 1:
                assert result.shape[1] == 1, result.shape
                result = result[:, 0]
 
            if post_processing:
                pp_kwargs: dict[str, bool | np.ndarray] = {}
                pp_kwargs["nullable"] = isinstance(values, BaseMaskedArray)
                if how == "std" and pp_kwargs["nullable"]:
                    pp_kwargs["result_mask"] = result_mask
 
                result = post_processing(result, inferences, **pp_kwargs)
 
            if how == "std" and is_datetimelike:
                values = cast("DatetimeArray | TimedeltaArray", values)
                unit = values.unit
                with warnings.catch_warnings():
                    # suppress "RuntimeWarning: invalid value encountered in cast"
                    warnings.filterwarnings("ignore")
                    result = result.astype(np.int64, copy=False)
                result = result.view(f"m8[{unit}]")
 
            return result.T
 
        # Operate block-wise instead of column-by-column
        mgr = self._get_data_to_aggregate(numeric_only=numeric_only, name=how)
 
        res_mgr = mgr.grouped_reduce(blk_func)
 
        out = self._wrap_agged_manager(res_mgr)
        return self._wrap_aggregated_output(out)
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    def shift(self, periods: int = 1, freq=None, axis: Axis = 0, fill_value=None):
        """
        Shift each group by periods observations.
 
        If freq is passed, the index will be increased using the periods and the freq.
 
        Parameters
        ----------
        periods : int, default 1
            Number of periods to shift.
        freq : str, optional
            Frequency string.
        axis : axis to shift, default 0
            Shift direction.
        fill_value : optional
            The scalar value to use for newly introduced missing values.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Object shifted within each group.
 
        See Also
        --------
        Index.shift : Shift values of Index.
        """
        if freq is not None or axis != 0:
            f = lambda x: x.shift(periods, freq, axis, fill_value)
            return self._python_apply_general(f, self._selected_obj, is_transform=True)
 
        ids, _, ngroups = self.grouper.group_info
        res_indexer = np.zeros(len(ids), dtype=np.int64)
 
        libgroupby.group_shift_indexer(res_indexer, ids, ngroups, periods)
 
        obj = self._obj_with_exclusions
 
        res = obj._reindex_with_indexers(
            {self.axis: (obj.axes[self.axis], res_indexer)},
            fill_value=fill_value,
            allow_dups=True,
        )
        return res
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def diff(self, periods: int = 1, axis: AxisInt = 0) -> NDFrameT:
        """
        First discrete difference of element.
 
        Calculates the difference of each element compared with another
        element in the group (default is element in previous row).
 
        Parameters
        ----------
        periods : int, default 1
            Periods to shift for calculating difference, accepts negative values.
        axis : axis to shift, default 0
            Take difference over rows (0) or columns (1).
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            First differences.
        """
        if axis != 0:
            return self.apply(lambda x: x.diff(periods=periods, axis=axis))
 
        obj = self._obj_with_exclusions
        shifted = self.shift(periods=periods, axis=axis)
 
        # GH45562 - to retain existing behavior and match behavior of Series.diff(),
        # int8 and int16 are coerced to float32 rather than float64.
        dtypes_to_f32 = ["int8", "int16"]
        if obj.ndim == 1:
            if obj.dtype in dtypes_to_f32:
                shifted = shifted.astype("float32")
        else:
            to_coerce = [c for c, dtype in obj.dtypes.items() if dtype in dtypes_to_f32]
            if len(to_coerce):
                shifted = shifted.astype({c: "float32" for c in to_coerce})
 
        return obj - shifted
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Appender(_common_see_also)
    def pct_change(
        self,
        periods: int = 1,
        fill_method: FillnaOptions = "ffill",
        limit=None,
        freq=None,
        axis: Axis = 0,
    ):
        """
        Calculate pct_change of each value to previous entry in group.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Percentage changes within each group.
        """
        # TODO(GH#23918): Remove this conditional for SeriesGroupBy when
        #  GH#23918 is fixed
        if freq is not None or axis != 0:
            f = lambda x: x.pct_change(
                periods=periods,
                fill_method=fill_method,
                limit=limit,
                freq=freq,
                axis=axis,
            )
            return self._python_apply_general(f, self._selected_obj, is_transform=True)
 
        if fill_method is None:  # GH30463
            fill_method = "ffill"
            limit = 0
        filled = getattr(self, fill_method)(limit=limit)
        fill_grp = filled.groupby(
            self.grouper.codes, axis=self.axis, group_keys=self.group_keys
        )
        shifted = fill_grp.shift(periods=periods, freq=freq, axis=self.axis)
        return (filled / shifted) - 1
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Substitution(see_also=_common_see_also)
    def head(self, n: int = 5) -> NDFrameT:
        """
        Return first n rows of each group.
 
        Similar to ``.apply(lambda x: x.head(n))``, but it returns a subset of rows
        from the original DataFrame with original index and order preserved
        (``as_index`` flag is ignored).
 
        Parameters
        ----------
        n : int
            If positive: number of entries to include from start of each group.
            If negative: number of entries to exclude from end of each group.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Subset of original Series or DataFrame as determined by n.
        %(see_also)s
        Examples
        --------
 
        >>> df = pd.DataFrame([[1, 2], [1, 4], [5, 6]],
        ...                   columns=['A', 'B'])
        >>> df.groupby('A').head(1)
           A  B
        0  1  2
        2  5  6
        >>> df.groupby('A').head(-1)
           A  B
        0  1  2
        """
        mask = self._make_mask_from_positional_indexer(slice(None, n))
        return self._mask_selected_obj(mask)
 
    @final
    @Substitution(name="groupby")
    @Substitution(see_also=_common_see_also)
    def tail(self, n: int = 5) -> NDFrameT:
        """
        Return last n rows of each group.
 
        Similar to ``.apply(lambda x: x.tail(n))``, but it returns a subset of rows
        from the original DataFrame with original index and order preserved
        (``as_index`` flag is ignored).
 
        Parameters
        ----------
        n : int
            If positive: number of entries to include from end of each group.
            If negative: number of entries to exclude from start of each group.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Subset of original Series or DataFrame as determined by n.
        %(see_also)s
        Examples
        --------
 
        >>> df = pd.DataFrame([['a', 1], ['a', 2], ['b', 1], ['b', 2]],
        ...                   columns=['A', 'B'])
        >>> df.groupby('A').tail(1)
           A  B
        1  a  2
        3  b  2
        >>> df.groupby('A').tail(-1)
           A  B
        1  a  2
        3  b  2
        """
        if n:
            mask = self._make_mask_from_positional_indexer(slice(-n, None))
        else:
            mask = self._make_mask_from_positional_indexer([])
 
        return self._mask_selected_obj(mask)
 
    @final
    def _mask_selected_obj(self, mask: npt.NDArray[np.bool_]) -> NDFrameT:
        """
        Return _selected_obj with mask applied to the correct axis.
 
        Parameters
        ----------
        mask : np.ndarray[bool]
            Boolean mask to apply.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Filtered _selected_obj.
        """
        ids = self.grouper.group_info[0]
        mask = mask & (ids != -1)
 
        if self.axis == 0:
            return self._selected_obj[mask]
        else:
            return self._selected_obj.iloc[:, mask]
 
    @final
    def _reindex_output(
        self,
        output: OutputFrameOrSeries,
        fill_value: Scalar = np.NaN,
        qs: npt.NDArray[np.float64] | None = None,
    ) -> OutputFrameOrSeries:
        """
        If we have categorical groupers, then we might want to make sure that
        we have a fully re-indexed output to the levels. This means expanding
        the output space to accommodate all values in the cartesian product of
        our groups, regardless of whether they were observed in the data or
        not. This will expand the output space if there are missing groups.
 
        The method returns early without modifying the input if the number of
        groupings is less than 2, self.observed == True or none of the groupers
        are categorical.
 
        Parameters
        ----------
        output : Series or DataFrame
            Object resulting from grouping and applying an operation.
        fill_value : scalar, default np.NaN
            Value to use for unobserved categories if self.observed is False.
        qs : np.ndarray[float64] or None, default None
            quantile values, only relevant for quantile.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Object (potentially) re-indexed to include all possible groups.
        """
        groupings = self.grouper.groupings
        if len(groupings) == 1:
            return output
 
        # if we only care about the observed values
        # we are done
        elif self.observed:
            return output
 
        # reindexing only applies to a Categorical grouper
        elif not any(
            isinstance(ping.grouping_vector, (Categorical, CategoricalIndex))
            for ping in groupings
        ):
            return output
 
        levels_list = [ping.group_index for ping in groupings]
        names = self.grouper.names
        if qs is not None:
            # error: Argument 1 to "append" of "list" has incompatible type
            # "ndarray[Any, dtype[floating[_64Bit]]]"; expected "Index"
            levels_list.append(qs)  # type: ignore[arg-type]
            names = names + [None]
        index = MultiIndex.from_product(levels_list, names=names)
        if self.sort:
            index = index.sort_values()
 
        if self.as_index:
            # Always holds for SeriesGroupBy unless GH#36507 is implemented
            d = {
                self.obj._get_axis_name(self.axis): index,
                "copy": False,
                "fill_value": fill_value,
            }
            return output.reindex(**d)  # type: ignore[arg-type]
 
        # GH 13204
        # Here, the categorical in-axis groupers, which need to be fully
        # expanded, are columns in `output`. An idea is to do:
        # output = output.set_index(self.grouper.names)
        #                .reindex(index).reset_index()
        # but special care has to be taken because of possible not-in-axis
        # groupers.
        # So, we manually select and drop the in-axis grouper columns,
        # reindex `output`, and then reset the in-axis grouper columns.
 
        # Select in-axis groupers
        in_axis_grps = list(
            (i, ping.name) for (i, ping) in enumerate(groupings) if ping.in_axis
        )
        if len(in_axis_grps) > 0:
            g_nums, g_names = zip(*in_axis_grps)
            output = output.drop(labels=list(g_names), axis=1)
 
        # Set a temp index and reindex (possibly expanding)
        output = output.set_index(self.grouper.result_index).reindex(
            index, copy=False, fill_value=fill_value
        )
 
        # Reset in-axis grouper columns
        # (using level numbers `g_nums` because level names may not be unique)
        if len(in_axis_grps) > 0:
            output = output.reset_index(level=g_nums)
 
        return output.reset_index(drop=True)
 
    @final
    def sample(
        self,
        n: int | None = None,
        frac: float | None = None,
        replace: bool = False,
        weights: Sequence | Series | None = None,
        random_state: RandomState | None = None,
    ):
        """
        Return a random sample of items from each group.
 
        You can use `random_state` for reproducibility.
 
        .. versionadded:: 1.1.0
 
        Parameters
        ----------
        n : int, optional
            Number of items to return for each group. Cannot be used with
            `frac` and must be no larger than the smallest group unless
            `replace` is True. Default is one if `frac` is None.
        frac : float, optional
            Fraction of items to return. Cannot be used with `n`.
        replace : bool, default False
            Allow or disallow sampling of the same row more than once.
        weights : list-like, optional
            Default None results in equal probability weighting.
            If passed a list-like then values must have the same length as
            the underlying DataFrame or Series object and will be used as
            sampling probabilities after normalization within each group.
            Values must be non-negative with at least one positive element
            within each group.
        random_state : int, array-like, BitGenerator, np.random.RandomState, np.random.Generator, optional
            If int, array-like, or BitGenerator, seed for random number generator.
            If np.random.RandomState or np.random.Generator, use as given.
 
            .. versionchanged:: 1.4.0
 
                np.random.Generator objects now accepted
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            A new object of same type as caller containing items randomly
            sampled within each group from the caller object.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.sample: Generate random samples from a DataFrame object.
        numpy.random.choice: Generate a random sample from a given 1-D numpy
            array.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame(
        ...     {"a": ["red"] * 2 + ["blue"] * 2 + ["black"] * 2, "b": range(6)}
        ... )
        >>> df
               a  b
        0    red  0
        1    red  1
        2   blue  2
        3   blue  3
        4  black  4
        5  black  5
 
        Select one row at random for each distinct value in column a. The
        `random_state` argument can be used to guarantee reproducibility:
 
        >>> df.groupby("a").sample(n=1, random_state=1)
               a  b
        4  black  4
        2   blue  2
        1    red  1
 
        Set `frac` to sample fixed proportions rather than counts:
 
        >>> df.groupby("a")["b"].sample(frac=0.5, random_state=2)
        5    5
        2    2
        0    0
        Name: b, dtype: int64
 
        Control sample probabilities within groups by setting weights:
 
        >>> df.groupby("a").sample(
        ...     n=1,
        ...     weights=[1, 1, 1, 0, 0, 1],
        ...     random_state=1,
        ... )
               a  b
        5  black  5
        2   blue  2
        0    red  0
        """  # noqa:E501
        if self._selected_obj.empty:
            # GH48459 prevent ValueError when object is empty
            return self._selected_obj
        size = sample.process_sampling_size(n, frac, replace)
        if weights is not None:
            weights_arr = sample.preprocess_weights(
                self._selected_obj, weights, axis=self.axis
            )
 
        random_state = com.random_state(random_state)
 
        group_iterator = self.grouper.get_iterator(self._selected_obj, self.axis)
 
        sampled_indices = []
        for labels, obj in group_iterator:
            grp_indices = self.indices[labels]
            group_size = len(grp_indices)
            if size is not None:
                sample_size = size
            else:
                assert frac is not None
                sample_size = round(frac * group_size)
 
            grp_sample = sample.sample(
                group_size,
                size=sample_size,
                replace=replace,
                weights=None if weights is None else weights_arr[grp_indices],
                random_state=random_state,
            )
            sampled_indices.append(grp_indices[grp_sample])
 
        sampled_indices = np.concatenate(sampled_indices)
        return self._selected_obj.take(sampled_indices, axis=self.axis)
 
 
@doc(GroupBy)
def get_groupby(
    obj: NDFrame,
    by: _KeysArgType | None = None,
    axis: AxisInt = 0,
    grouper: ops.BaseGrouper | None = None,
    group_keys: bool = True,
) -> GroupBy:
    klass: type[GroupBy]
    if isinstance(obj, Series):
        from pandas.core.groupby.generic import SeriesGroupBy
 
        klass = SeriesGroupBy
    elif isinstance(obj, DataFrame):
        from pandas.core.groupby.generic import DataFrameGroupBy
 
        klass = DataFrameGroupBy
    else:  # pragma: no cover
        raise TypeError(f"invalid type: {obj}")
 
    return klass(
        obj=obj,
        keys=by,
        axis=axis,
        grouper=grouper,
        group_keys=group_keys,
    )
 
 
def _insert_quantile_level(idx: Index, qs: npt.NDArray[np.float64]) -> MultiIndex:
    """
    Insert the sequence 'qs' of quantiles as the inner-most level of a MultiIndex.
 
    The quantile level in the MultiIndex is a repeated copy of 'qs'.
 
    Parameters
    ----------
    idx : Index
    qs : np.ndarray[float64]
 
    Returns
    -------
    MultiIndex
    """
    nqs = len(qs)
 
    if idx._is_multi:
        idx = cast(MultiIndex, idx)
        lev_codes, lev = Index(qs).factorize()
        levels = list(idx.levels) + [lev]
        codes = [np.repeat(x, nqs) for x in idx.codes] + [np.tile(lev_codes, len(idx))]
        mi = MultiIndex(levels=levels, codes=codes, names=idx.names + [None])
    else:
        mi = MultiIndex.from_product([idx, qs])
    return mi