Python Pandas IntervalArray：開いた端点のみが共通する区間のオーバーラップを判定する方法

はじめに

共通部分において「開いた端点（オープンエンドポイント）」のみを持つ区間（インターバル）同士が重なっているかどうかを確認するには、Pandas の overlaps() メソッドを使用します。

まず、必要なライブラリをインポートしましょう。

import pandas as pd

2つの区間は、閉じた端点を含む共通の点を1つでも持っていれば「重なっている」と判断されます。それでは、IntervalArray を作成してみましょう。

intervals = pd.arrays.IntervalArray.from_tuples([(10, 20), (20, 35)])

作成した IntervalArray を表示して確認します。

print("IntervalArray...\n", intervals)

次に、開いた端点のみが共通する区間が重なるかどうかをチェックします。ここでは closed パラメータに "right" を指定することで、右側だけが閉じた区間を作成しています。

print("\nDoes interval that only have an open endpoint overlap or not...\n", intervals.overlaps(pd.Interval(20, 25, closed='right')))

サンプルコード

以下に完全なコード例を示します。

import pandas as pd

# 2つの区間は、閉じた端点を含む共通の点を持つ場合に重なっているとみなされる
# IntervalArray を作成
intervals = pd.arrays.IntervalArray.from_tuples([(10, 20), (20, 35)])

# IntervalArray を表示
print("IntervalArray...\n", intervals)

# 区間の長さを表示
print("\nInterval length...\n", intervals.length)

# 開いた端点のみが共通する区間が重なるかどうかをチェック
# closed パラメータに "right" を指定し、右側を閉じた区間として設定
print("\nDoes interval that only have an open endpoint overlap or not...\n", intervals.overlaps(pd.Interval(20, 25, closed='right')))

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。

IntervalArray...
<IntervalArray>
[(10, 20], (20, 35]]
Length: 2, dtype: interval[int64, right]

Interval length...
Int64Index([10, 15], dtype='int64')

Does interval that only have an open endpoint overlap or not...
[False True]

解説

この結果から、以下のことが読み取れます。

• 最初の区間 (10, 20] と比較対象の区間 [20, 25] は、点 20 を共有しています。しかし、元の区間では 20 が開いた端点（含まれない）であるため、False が返されます。
• 2番目の区間 (20, 35] と [20, 25] は、範囲 21〜25 が実際に重なっているため、True が返されます。

このように、overlaps() メソッドを使うことで、端点の開閉状態を考慮した正確な区間の重なり判定が可能になります。データ分析において時間帯や数値範囲の重複を扱う際に非常に便利な機能です。