pandas.DataFrameで条件なしクロス結合で全組合せ取得する方法

pandasで２つのデータフレームを結合するときに、結合条件なしの全組合せを取得する方法って無い？

表形式のデータを扱うのに便利なpandas.DataFrame。

CSVやEXCELのデータを取り込んで、集計したり共通のキー項目を使って結合したりできる。

その結合だが、ときには結合条件を指定せずに全組合せを取得したいこともあるだろう。

しかしどうすればいいのか。

そこで今回はpandas.DataFrameで条件なしクロス結合で全組合せ取得する方法について紹介する。

この記事を書いている人

システムエンジニア、AIエンジニアと、IT業界で10年以上働いている中堅。PythonとSQLが得意。

記事を読むメリット

pandas.DataFrameで条件なしクロス結合で全組合せ取得する方法がわかり、pandasでのデータ結合が得意になる

pandas.DataFrameを結合するmerge

２つのデータフレームを結合するときには merge が使われる。

参考

pandas.merge — pandas 1.4.2 documentation

使い方としては以下のように２つのデータフレームと、共通のキーとなる項目を pd.merge() の引数に指定する。

SAMPLE

import pandas as pd

data_list1 = [
    ["a",1],
    ["b",2],
    ["c",3],
    ["d",4]
]
col_list1 = ["column1-1","key"]
df1 = pd.DataFrame(data=data_list1, columns=col_list1)
print(df1)

#   column1-1  key
# 0         a    1
# 1         b    2
# 2         c    3
# 3         d    4

data_list2 = [
    ["e",1],
    ["f",2],
    ["g",3],
    ["h",4]
]
col_list2 = ["column2-1","key"]
df2 = pd.DataFrame(data=data_list2, columns=col_list2)
print(df2)

#   column2-1  key
# 0         e    1
# 1         f    2
# 2         g    3
# 3         h    4

df_crossjoin = pd.merge(
    df1,
    df2,
    on="key"
)
print(df_crossjoin)

#   column1-1  key column2-1
# 0         a    1         e
# 1         b    2         f
# 2         c    3         g
# 3         d    4         h

すると共通となるキー項目を使って２つのデータフレームを結合できる。

mergeでクロス結合

では全組合せ取得するためにキー項目を指定せずに merge したらどうなるか。

SAMPLE

import pandas as pd

data_list1 = [
    ["a"],
    ["b"],
    ["c"],
    ["d"]
]
col_list1 = ["column1-1"]
df1 = pd.DataFrame(data=data_list1, columns=col_list1)
print(df1)

#   column1-1
# 0         a
# 1         b
# 2         c
# 3         d

data_list2 = [
    ["e"],
    ["f"],
    ["g"],
    ["h"]
]
col_list2 = ["column2-1"]
df2 = pd.DataFrame(data=data_list2, columns=col_list2)
print(df2)

#   column2-1
# 0         e
# 1         f
# 2         g
# 3         h

df_crossjoin = pd.merge(
    df1,
    df2
)
print(df_crossjoin)

# MergeError: No common columns to perform merge on. Merge options: left_on=None, right_on=None, left_index=False, right_index=False

merge で共通カラムを指定しないと↑のようにエラーになる。

ではどうすればいいのか。