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
from __future__ import annotations
 
from typing import Literal
 
import numpy as np
 
from pandas._libs import lib
from pandas._typing import (
    DateTimeErrorChoices,
    DtypeBackend,
    npt,
)
from pandas.util._validators import check_dtype_backend
 
from pandas.core.dtypes.cast import maybe_downcast_numeric
from pandas.core.dtypes.common import (
    ensure_object,
    is_bool_dtype,
    is_datetime_or_timedelta_dtype,
    is_decimal,
    is_integer_dtype,
    is_number,
    is_numeric_dtype,
    is_scalar,
    is_string_dtype,
    needs_i8_conversion,
)
from pandas.core.dtypes.generic import (
    ABCIndex,
    ABCSeries,
)
 
import pandas as pd
from pandas.core.arrays import BaseMaskedArray
from pandas.core.arrays.string_ import StringDtype
 
 
def to_numeric(
    arg,
    errors: DateTimeErrorChoices = "raise",
    downcast: Literal["integer", "signed", "unsigned", "float"] | None = None,
    dtype_backend: DtypeBackend | lib.NoDefault = lib.no_default,
):
    """
    Convert argument to a numeric type.
 
    The default return dtype is `float64` or `int64`
    depending on the data supplied. Use the `downcast` parameter
    to obtain other dtypes.
 
    Please note that precision loss may occur if really large numbers
    are passed in. Due to the internal limitations of `ndarray`, if
    numbers smaller than `-9223372036854775808` (np.iinfo(np.int64).min)
    or larger than `18446744073709551615` (np.iinfo(np.uint64).max) are
    passed in, it is very likely they will be converted to float so that
    they can be stored in an `ndarray`. These warnings apply similarly to
    `Series` since it internally leverages `ndarray`.
 
    Parameters
    ----------
    arg : scalar, list, tuple, 1-d array, or Series
        Argument to be converted.
    errors : {'ignore', 'raise', 'coerce'}, default 'raise'
        - If 'raise', then invalid parsing will raise an exception.
        - If 'coerce', then invalid parsing will be set as NaN.
        - If 'ignore', then invalid parsing will return the input.
    downcast : str, default None
        Can be 'integer', 'signed', 'unsigned', or 'float'.
        If not None, and if the data has been successfully cast to a
        numerical dtype (or if the data was numeric to begin with),
        downcast that resulting data to the smallest numerical dtype
        possible according to the following rules:
 
        - 'integer' or 'signed': smallest signed int dtype (min.: np.int8)
        - 'unsigned': smallest unsigned int dtype (min.: np.uint8)
        - 'float': smallest float dtype (min.: np.float32)
 
        As this behaviour is separate from the core conversion to
        numeric values, any errors raised during the downcasting
        will be surfaced regardless of the value of the 'errors' input.
 
        In addition, downcasting will only occur if the size
        of the resulting data's dtype is strictly larger than
        the dtype it is to be cast to, so if none of the dtypes
        checked satisfy that specification, no downcasting will be
        performed on the data.
    dtype_backend : {"numpy_nullable", "pyarrow"}, defaults to NumPy backed DataFrames
        Which dtype_backend to use, e.g. whether a DataFrame should have NumPy
        arrays, nullable dtypes are used for all dtypes that have a nullable
        implementation when "numpy_nullable" is set, pyarrow is used for all
        dtypes if "pyarrow" is set.
 
        The dtype_backends are still experimential.
 
        .. versionadded:: 2.0
 
    Returns
    -------
    ret
        Numeric if parsing succeeded.
        Return type depends on input.  Series if Series, otherwise ndarray.
 
    See Also
    --------
    DataFrame.astype : Cast argument to a specified dtype.
    to_datetime : Convert argument to datetime.
    to_timedelta : Convert argument to timedelta.
    numpy.ndarray.astype : Cast a numpy array to a specified type.
    DataFrame.convert_dtypes : Convert dtypes.
 
    Examples
    --------
    Take separate series and convert to numeric, coercing when told to
 
    >>> s = pd.Series(['1.0', '2', -3])
    >>> pd.to_numeric(s)
    0    1.0
    1    2.0
    2   -3.0
    dtype: float64
    >>> pd.to_numeric(s, downcast='float')
    0    1.0
    1    2.0
    2   -3.0
    dtype: float32
    >>> pd.to_numeric(s, downcast='signed')
    0    1
    1    2
    2   -3
    dtype: int8
    >>> s = pd.Series(['apple', '1.0', '2', -3])
    >>> pd.to_numeric(s, errors='ignore')
    0    apple
    1      1.0
    2        2
    3       -3
    dtype: object
    >>> pd.to_numeric(s, errors='coerce')
    0    NaN
    1    1.0
    2    2.0
    3   -3.0
    dtype: float64
 
    Downcasting of nullable integer and floating dtypes is supported:
 
    >>> s = pd.Series([1, 2, 3], dtype="Int64")
    >>> pd.to_numeric(s, downcast="integer")
    0    1
    1    2
    2    3
    dtype: Int8
    >>> s = pd.Series([1.0, 2.1, 3.0], dtype="Float64")
    >>> pd.to_numeric(s, downcast="float")
    0    1.0
    1    2.1
    2    3.0
    dtype: Float32
    """
    if downcast not in (None, "integer", "signed", "unsigned", "float"):
        raise ValueError("invalid downcasting method provided")
 
    if errors not in ("ignore", "raise", "coerce"):
        raise ValueError("invalid error value specified")
 
    check_dtype_backend(dtype_backend)
 
    is_series = False
    is_index = False
    is_scalars = False
 
    if isinstance(arg, ABCSeries):
        is_series = True
        values = arg.values
    elif isinstance(arg, ABCIndex):
        is_index = True
        if needs_i8_conversion(arg.dtype):
            values = arg.view("i8")
        else:
            values = arg.values
    elif isinstance(arg, (list, tuple)):
        values = np.array(arg, dtype="O")
    elif is_scalar(arg):
        if is_decimal(arg):
            return float(arg)
        if is_number(arg):
            return arg
        is_scalars = True
        values = np.array([arg], dtype="O")
    elif getattr(arg, "ndim", 1) > 1:
        raise TypeError("arg must be a list, tuple, 1-d array, or Series")
    else:
        values = arg
 
    orig_values = values
 
    # GH33013: for IntegerArray & FloatingArray extract non-null values for casting
    # save mask to reconstruct the full array after casting
    mask: npt.NDArray[np.bool_] | None = None
    if isinstance(values, BaseMaskedArray):
        mask = values._mask
        values = values._data[~mask]
 
    values_dtype = getattr(values, "dtype", None)
    if isinstance(values_dtype, pd.ArrowDtype):
        mask = values.isna()
        values = values.dropna().to_numpy()
    new_mask: np.ndarray | None = None
    if is_numeric_dtype(values_dtype):
        pass
    elif is_datetime_or_timedelta_dtype(values_dtype):
        values = values.view(np.int64)
    else:
        values = ensure_object(values)
        coerce_numeric = errors not in ("ignore", "raise")
        try:
            values, new_mask = lib.maybe_convert_numeric(  # type: ignore[call-overload]  # noqa
                values,
                set(),
                coerce_numeric=coerce_numeric,
                convert_to_masked_nullable=dtype_backend is not lib.no_default
                or isinstance(values_dtype, StringDtype),
            )
        except (ValueError, TypeError):
            if errors == "raise":
                raise
            values = orig_values
 
    if new_mask is not None:
        # Remove unnecessary values, is expected later anyway and enables
        # downcasting
        values = values[~new_mask]
    elif (
        dtype_backend is not lib.no_default
        and new_mask is None
        or isinstance(values_dtype, StringDtype)
    ):
        new_mask = np.zeros(values.shape, dtype=np.bool_)
 
    # attempt downcast only if the data has been successfully converted
    # to a numerical dtype and if a downcast method has been specified
    if downcast is not None and is_numeric_dtype(values.dtype):
        typecodes: str | None = None
 
        if downcast in ("integer", "signed"):
            typecodes = np.typecodes["Integer"]
        elif downcast == "unsigned" and (not len(values) or np.min(values) >= 0):
            typecodes = np.typecodes["UnsignedInteger"]
        elif downcast == "float":
            typecodes = np.typecodes["Float"]
 
            # pandas support goes only to np.float32,
            # as float dtypes smaller than that are
            # extremely rare and not well supported
            float_32_char = np.dtype(np.float32).char
            float_32_ind = typecodes.index(float_32_char)
            typecodes = typecodes[float_32_ind:]
 
        if typecodes is not None:
            # from smallest to largest
            for typecode in typecodes:
                dtype = np.dtype(typecode)
                if dtype.itemsize <= values.dtype.itemsize:
                    values = maybe_downcast_numeric(values, dtype)
 
                    # successful conversion
                    if values.dtype == dtype:
                        break
 
    # GH33013: for IntegerArray, BooleanArray & FloatingArray need to reconstruct
    # masked array
    if (mask is not None or new_mask is not None) and not is_string_dtype(values.dtype):
        if mask is None or (new_mask is not None and new_mask.shape == mask.shape):
            # GH 52588
            mask = new_mask
        else:
            mask = mask.copy()
        assert isinstance(mask, np.ndarray)
        data = np.zeros(mask.shape, dtype=values.dtype)
        data[~mask] = values
 
        from pandas.core.arrays import (
            ArrowExtensionArray,
            BooleanArray,
            FloatingArray,
            IntegerArray,
        )
 
        klass: type[IntegerArray] | type[BooleanArray] | type[FloatingArray]
        if is_integer_dtype(data.dtype):
            klass = IntegerArray
        elif is_bool_dtype(data.dtype):
            klass = BooleanArray
        else:
            klass = FloatingArray
        values = klass(data, mask)
 
        if dtype_backend == "pyarrow" or isinstance(values_dtype, pd.ArrowDtype):
            values = ArrowExtensionArray(values.__arrow_array__())
 
    if is_series:
        return arg._constructor(values, index=arg.index, name=arg.name)
    elif is_index:
        # because we want to coerce to numeric if possible,
        # do not use _shallow_copy
        return pd.Index(values, name=arg.name)
    elif is_scalars:
        return values[0]
    else:
        return values