Python Pandas – MultiIndexのレベル名を指定して、新しい特定のレベルを1つだけ設定する方法

MultiIndex（マルチインデックス）において、レベル名を指定して特定の1つのレベルだけを新しい値に置き換えたい場合は、MultiIndex.set_levels()メソッドを使用します。このとき、levelパラメータに変更したいレベルの名前を指定することで、他のレベルに影響を与えることなく、目的のレベルのみを更新できます。

必要なライブラリのインポート

まず、必要なライブラリをインポートします。

import pandas as pd

MultiIndexは、pandasオブジェクトのための多階層（階層的）なインデックスオブジェクトです。まずはインデックスのもととなる配列を作成します。

arrays = [[1, 2, 3, 4], ['John', 'Tim', 'Jacob', 'Chris']]

namesパラメータを使うと、各インデックスレベルに名前を付けることができます。ここでは「ranks」（順位）と「student」（学生名）という2つのレベル名を設定しています。そして、from_arrays()メソッドを使用してMultiIndexを作成します。

multiIndex = pd.MultiIndex.from_arrays(arrays, names=('ranks', 'student'))

レベル名を指定して新しいレベルを設定する

次に、MultiIndexに対して新しいレベルを設定します。set_levels()メソッドのlevelパラメータにレベル名「student」を指定することで、「student」レベルだけを新しい名前のリストに置き換えています。「ranks」レベルはそのまま維持されます。

print("\nSet a new level in Multi-index...\n", multiIndex.set_levels(['Emma', 'Angelina', 'Scarlett', 'Jeni'], level='student'))

完全なコード例

以下が実行コード全体です。

import pandas as pd

# MultiIndexはpandasオブジェクトのための多階層インデックスオブジェクト
# 配列を作成
arrays = [[1, 2, 3, 4], ['John', 'Tim', 'Jacob', 'Chris']]

# namesパラメータで各インデックスレベルに名前を設定
# from_arrays()でMultiIndexを作成
multiIndex = pd.MultiIndex.from_arrays(arrays, names=('ranks', 'student'))

# MultiIndexを表示
print("The Multi-index...\n", multiIndex)

# MultiIndexのレベルを取得
print("\nThe levels in Multi-index...\n", multiIndex.levels)

# レベル名「student」を指定して、そのレベルだけを新しい値に設定
print("\nSet a new level in Multi-index...\n", multiIndex.set_levels(['Emma', 'Angelina', 'Scarlett', 'Jeni'], level='student'))

出力結果

上記のコードを実行すると、以下のような出力が得られます。

The Multi-index...
MultiIndex([(1, 'John'),
            (2, 'Tim'),
            (3, 'Jacob'),
            (4, 'Chris')],
           names=['ranks', 'student'])

The levels in Multi-index...
   [[1, 2, 3, 4], ['Chris', 'Jacob', 'John', 'Tim']]

Set a new level in Multi-index...
MultiIndex([(1, 'Scarlett'),
            (2,     'Jeni'),
            (3, 'Angelina'),
            (4,     'Emma')],
           names=['ranks', 'student'])

ポイントまとめ

• set_levels()メソッドは、既存のレベルの値を新しい値のリストで置き換えます。
• levelパラメータには、レベル番号（整数）だけでなく、レベル名（文字列）も指定できます。レベル名を指定すれば、コードの可読性が向上します。
• levelパラメータに特定のレベル名を渡すことで、他のレベルを変更せずに、そのレベルだけを更新できます。
• 注意点として、新しい値のリストは元のレベルと同じ長さである必要があります。