Как выбрать первый ряд каждой группы?

93

У меня есть DataFrame, сгенерированный следующим образом:

df.groupBy($"Hour", $"Category")
  .agg(sum($"value") as "TotalValue")
  .sort($"Hour".asc, $"TotalValue".desc))

Результаты выглядят так:

+----+--------+----------+
|Hour|Category|TotalValue|
+----+--------+----------+
|   0|   cat26|      30.9|
|   0|   cat13|      22.1|
|   0|   cat95|      19.6|
|   0|  cat105|       1.3|
|   1|   cat67|      28.5|
|   1|    cat4|      26.8|
|   1|   cat13|      12.6|
|   1|   cat23|       5.3|
|   2|   cat56|      39.6|
|   2|   cat40|      29.7|
|   2|  cat187|      27.9|
|   2|   cat68|       9.8|
|   3|    cat8|      35.6|
| ...|    ....|      ....|
+----+--------+----------+

Как вы можете видеть, DataFrame упорядочивается Hour в порядке возрастания, затем TotalValue в порядке убывания.

Я хотел бы выбрать верхнюю строку каждой группы, т.е.

  • из группы Hour == 0 select (0, cat26,30.9)
  • из группы Hour == 1 select (1, cat67,28.5)
  • из группы Hour == 2 select (2, cat56,39.6)
  • и т.д.

Таким образом, желаемый результат:

+----+--------+----------+
|Hour|Category|TotalValue|
+----+--------+----------+
|   0|   cat26|      30.9|
|   1|   cat67|      28.5|
|   2|   cat56|      39.6|
|   3|    cat8|      35.6|
| ...|     ...|       ...|
+----+--------+----------+

Возможно, вам будет удобно выбирать верхние N строк каждой группы.

Любая помощь приветствуется.

Теги:
apache-spark
apache-spark-sql
spark-dataframe

8 ответов

152
Лучший ответ

Функции окна:

Что-то вроде этого должно сделать трюк:

import org.apache.spark.sql.functions.{row_number, max, broadcast}
import org.apache.spark.sql.expressions.Window

val df = sc.parallelize(Seq(
  (0,"cat26",30.9), (0,"cat13",22.1), (0,"cat95",19.6), (0,"cat105",1.3),
  (1,"cat67",28.5), (1,"cat4",26.8), (1,"cat13",12.6), (1,"cat23",5.3),
  (2,"cat56",39.6), (2,"cat40",29.7), (2,"cat187",27.9), (2,"cat68",9.8),
  (3,"cat8",35.6))).toDF("Hour", "Category", "TotalValue")

val w = Window.partitionBy($"hour").orderBy($"TotalValue".desc)

val dfTop = df.withColumn("rn", row_number.over(w)).where($"rn" === 1).drop("rn")

dfTop.show
// +----+--------+----------+
// |Hour|Category|TotalValue|
// +----+--------+----------+
// |   0|   cat26|      30.9|
// |   1|   cat67|      28.5|
// |   2|   cat56|      39.6|
// |   3|    cat8|      35.6|
// +----+--------+----------+

Этот метод будет неэффективным в случае существенного искажения данных.

Обычная агрегация SQL, за которой следует join:

В качестве альтернативы вы можете присоединиться к агрегированному кадру данных:

val dfMax = df.groupBy($"hour".as("max_hour")).agg(max($"TotalValue").as("max_value"))

val dfTopByJoin = df.join(broadcast(dfMax),
    ($"hour" === $"max_hour") && ($"TotalValue" === $"max_value"))
  .drop("max_hour")
  .drop("max_value")

dfTopByJoin.show

// +----+--------+----------+
// |Hour|Category|TotalValue|
// +----+--------+----------+
// |   0|   cat26|      30.9|
// |   1|   cat67|      28.5|
// |   2|   cat56|      39.6|
// |   3|    cat8|      35.6|
// +----+--------+----------+

Он будет сохранять повторяющиеся значения (если имеется более одной категории в час с одинаковым общим значением). Вы можете удалить их следующим образом:

dfTopByJoin
  .groupBy($"hour")
  .agg(
    first("category").alias("category"),
    first("TotalValue").alias("TotalValue"))

Использование упорядочения по structs:

Аккуратный, хотя и не очень хорошо протестированный, трюк, который не требует соединений или оконных функций:

val dfTop = df.select($"Hour", struct($"TotalValue", $"Category").alias("vs"))
  .groupBy($"hour")
  .agg(max("vs").alias("vs"))
  .select($"Hour", $"vs.Category", $"vs.TotalValue")

dfTop.show
// +----+--------+----------+
// |Hour|Category|TotalValue|
// +----+--------+----------+
// |   0|   cat26|      30.9|
// |   1|   cat67|      28.5|
// |   2|   cat56|      39.6|
// |   3|    cat8|      35.6|
// +----+--------+----------+

С API DataSet (Искра 1. 6+, 2. 0+):

Искры 1.6:

case class Record(Hour: Integer, Category: String, TotalValue: Double)

df.as[Record]
  .groupBy($"hour")
  .reduce((x, y) => if (x.TotalValue > y.TotalValue) x else y)
  .show

// +---+--------------+
// | _1|            _2|
// +---+--------------+
// |[0]|[0,cat26,30.9]|
// |[1]|[1,cat67,28.5]|
// |[2]|[2,cat56,39.6]|
// |[3]| [3,cat8,35.6]|
// +---+--------------+

Spark 2.0 или новее:

df.as[Record]
  .groupByKey(_.Hour)
  .reduceGroups((x, y) => if (x.TotalValue > y.TotalValue) x else y)

Последние два метода могут использовать комбинацию на стороне карты и не требуют полной перетасовки, поэтому большую часть времени должны демонстрировать лучшую производительность по сравнению с функциями окна и объединениями. Эти трости также могут использоваться с Structured Streaming в режиме completed вывода.

Не использовать:

df.orderBy(...).groupBy(...).agg(first(...), ...)

Может показаться, что он работает (особенно в local режиме), но он ненадежный (SPARK-16207). Кредиты для Tzach Zohar для связывания релевантной проблемы JIRA.

То же самое относится к

df.orderBy(...).dropDuplicates(...)

который внутренне использует эквивалентный план выполнения.

  • 2
    Похоже, начиная с версии 1.6 1.6, это row_number () вместо rowNumber
  • 0
    О Не используйте df.orderBy (...). GropBy (...). При каких обстоятельствах мы можем положиться на orderBy (...)? или если мы не можем быть уверены, что orderBy () даст правильный результат, какие у нас есть альтернативы?
Показать ещё 3 комментария
11

Для Spark 2.0.2 с группировкой по нескольким столбцам:

import org.apache.spark.sql.functions.row_number
import org.apache.spark.sql.expressions.Window

val w = Window.partitionBy($"col1", $"col2", $"col3").orderBy($"timestamp".desc)

val refined_df = df.withColumn("rn", row_number.over(w)).where($"rn" === 1).drop("rn")
5

Это то же самое, что и в ответе zero323, но в SQL-запросе

Предполагая, что dataframe создается и регистрируется как

df.createOrReplaceTempView("table")
//+----+--------+----------+
//|Hour|Category|TotalValue|
//+----+--------+----------+
//|0   |cat26   |30.9      |
//|0   |cat13   |22.1      |
//|0   |cat95   |19.6      |
//|0   |cat105  |1.3       |
//|1   |cat67   |28.5      |
//|1   |cat4    |26.8      |
//|1   |cat13   |12.6      |
//|1   |cat23   |5.3       |
//|2   |cat56   |39.6      |
//|2   |cat40   |29.7      |
//|2   |cat187  |27.9      |
//|2   |cat68   |9.8       |
//|3   |cat8    |35.6      |
//+----+--------+----------+

Функция окна:

sqlContext.sql("select Hour, Category, TotalValue from (select *, row_number() OVER (PARTITION BY Hour ORDER BY TotalValue DESC) as rn  FROM table) tmp where rn = 1").show(false)
//+----+--------+----------+
//|Hour|Category|TotalValue|
//+----+--------+----------+
//|1   |cat67   |28.5      |
//|3   |cat8    |35.6      |
//|2   |cat56   |39.6      |
//|0   |cat26   |30.9      |
//+----+--------+----------+

Обычная агрегация SQL, за которой следует объединение:

sqlContext.sql("select Hour, first(Category) as Category, first(TotalValue) as TotalValue from " +
  "(select Hour, Category, TotalValue from table tmp1 " +
  "join " +
  "(select Hour as max_hour, max(TotalValue) as max_value from table group by Hour) tmp2 " +
  "on " +
  "tmp1.Hour = tmp2.max_hour and tmp1.TotalValue = tmp2.max_value) tmp3 " +
  "group by tmp3.Hour")
  .show(false)
//+----+--------+----------+
//|Hour|Category|TotalValue|
//+----+--------+----------+
//|1   |cat67   |28.5      |
//|3   |cat8    |35.6      |
//|2   |cat56   |39.6      |
//|0   |cat26   |30.9      |
//+----+--------+----------+

Использование упорядочения по структурам:

sqlContext.sql("select Hour, vs.Category, vs.TotalValue from (select Hour, max(struct(TotalValue, Category)) as vs from table group by Hour)").show(false)
//+----+--------+----------+
//|Hour|Category|TotalValue|
//+----+--------+----------+
//|1   |cat67   |28.5      |
//|3   |cat8    |35.6      |
//|2   |cat56   |39.6      |
//|0   |cat26   |30.9      |
//+----+--------+----------+

Способ DataSets и не dos - такие же, как в исходном ответе

2

Нижеприведенное решение делает только одну группуBy и извлекает строки вашего фрейма данных, которые содержат maxValue за один снимок. Нет необходимости в дополнительных Joins или Windows.

import org.apache.spark.sql.Row
import org.apache.spark.sql.catalyst.encoders.RowEncoder
import org.apache.spark.sql.DataFrame

//df is the dataframe with Day, Category, TotalValue

implicit val dfEnc = RowEncoder(df.schema)

val res: DataFrame = df.groupByKey{(r) => r.getInt(0)}.mapGroups[Row]{(day: Int, rows: Iterator[Row]) => i.maxBy{(r) => r.getDouble(2)}}
  • 0
    Но это сначала все перемешивает. Это вряд ли улучшение (может быть, не хуже, чем оконные функции, в зависимости от данных).
  • 0
    у вас есть первое место в группе, что вызовет случайное перемешивание. Это не хуже, чем оконная функция, потому что в оконной функции она будет оценивать окно для каждой отдельной строки в кадре данных.
0

Если фрейм данных необходимо сгруппировать по нескольким столбцам, это может помочь

val keys = List("Hour", "Category");
 val selectFirstValueOfNoneGroupedColumns = 
 df.columns
   .filterNot(keys.toSet)
   .map(_ -> "first").toMap
 val grouped = 
 df.groupBy(keys.head, keys.tail: _*)
   .agg(selectFirstValueOfNoneGroupedColumns)

Надеюсь, что это поможет кому-то с подобной проблемой.

  • 2
    Это неверно по той же причине, что и здесь .
-1

Для искры > 2.0 мы можем просто сделать:
groupBy($"Hour").agg(df_op.columns.map((_, "first")).toMap)

Подробное описание OP:

val df_op = df.groupBy($"Hour", $"Category")
  .agg(sum($"value") as "TotalValue")
  .sort($"Hour".asc, $"TotalValue".desc))

df_op.groupBy($"Hour").agg(df_op.columns.map((_, "first")).toMap)

Это использует метод agg RelationalGroupedDataset для Compute aggregates by specifying a map from column name to aggregate methods.. first является функцией агрегации sql.

-2

Здесь вы можете сделать так:

   val data = df.groupBy("Hour").agg(first("Hour").as("_1"),first("Category").as("Category"),first("TotalValue").as("TotalValue")).drop("Hour")

data.withColumnRenamed("_1","Hour").show
-3

Мы можем использовать функцию ранга() (где вы бы выбрали ранг = 1) rank просто добавляет число для каждой строки группы (в этом случае это будет час)

вот пример. (от https://github.com/jaceklaskowski/mastering-apache-spark-book/blob/master/spark-sql-functions.adoc#rank)

val dataset = spark.range(9).withColumn("bucket", 'id % 3)

import org.apache.spark.sql.expressions.Window
val byBucket = Window.partitionBy('bucket).orderBy('id)

scala> dataset.withColumn("rank", rank over byBucket).show
+---+------+----+
| id|bucket|rank|
+---+------+----+
|  0|     0|   1|
|  3|     0|   2|
|  6|     0|   3|
|  1|     1|   1|
|  4|     1|   2|
|  7|     1|   3|
|  2|     2|   1|
|  5|     2|   2|
|  8|     2|   3|
+---+------+----+

Ещё вопросы

Сообщество Overcoder
Наверх
Меню