Python Pandas – MultiIndexに新しい特定のレベルを1つだけ設定する方法

MultiIndexの特定レベルだけを新しい値に変更する

pandasのMultiIndexで、新しい特定のレベルを1つだけ設定したい場合は、MultiIndex.set_levels()メソッドにlevelパラメータを指定して使用します。levelパラメータを指定することで、他のレベルはそのまま維持しながら、目的のレベルのみを置き換えることができます。

まず、必要なライブラリをインポートします。

import pandas as pd

MultiIndexとは

MultiIndexは、pandasオブジェクトで使用できる多階層（階層的）なインデックスオブジェクトです。複数のキーの組み合わせによってデータを一意に識別できるため、表形式データをより柔軟に扱えます。

それでは、MultiIndex作成用の配列を用意しましょう。

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

namesパラメータを指定すると、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from_arrays()メソッドを使って、配列からMultiIndexを生成します。

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

続いて、levelパラメータを使って、レベル0（ranks）に対して新しい値を設定します。このようにlevelを明示的に指定することで、特定の1つのレベルだけをまとめて変更できます。

print("\nSet a new level in Multi-index...\n", multiIndex.set_levels(['p', 'q', 'r', 's'], level=0))

完全なサンプルコード

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（階層的）な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し、
# 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)

# levelパラメータを使って、特定の1つのレベルに新しい値を設定
print("\nSet a new level in Multi-index...\n", multiIndex.set_levels(['p', 'q', 'r', 's'], level=0))

実行結果

上記のコードを実行すると、次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([('p',  'John'),
            ('q',    'Tim'),
            ('r', 'Jacob'),
            ('s', 'Chris')],
            names=['ranks', 'student'])

実行結果から分かるように、set_levels()にlevel=0を指定することで、第1レベル（ranks）の値だけが [1, 2, 3, 4] から ['p', 'q', 'r', 's'] に置き換えられ、第2レベル（student）は元のまま保持されています。なお、levelsプロパティで取得できるレベルの値は内部的にソートされて表示される点にも注意してください。