Python Pandas – IntervalArrayの各区間に値が含まれているか要素ごとに確認する方法

PythonのPandasでは、array.contains() メソッドを使用することで、IntervalArray（区間配列）の各区間に指定した値が含まれているかどうかを要素ごとに簡単に確認できます。このメソッドは、各区間について値が含まれていれば True、含まれていなければ False を返すブール配列を生成します。

必要なライブラリのインポート

まず、Pandasをインポートします。

import pandas as pd

IntervalArrayの作成

from_breaks() メソッドを使い、境界値のリストから新しいIntervalArrayを作成します。この例では [0, 1, 2, 3, 4, 5] を境界として、(0, 1], (1, 2], (2, 3], (3, 4], (4, 5] の5つの区間が生成されます。

array = pd.arrays.IntervalArray.from_breaks([0, 1, 2, 3, 4, 5])

IntervalArrayの表示

作成したIntervalArrayを表示して、内容を確認してみましょう。

print("Our IntervalArray...\n",array)

各区間に値が含まれているか確認する

contains() メソッドに確認したい値（ここでは 3.5）を渡すことで、各区間にその値が含まれているかどうかをチェックできます。

print("\nDoes the Intervals contain the value? \n",array.contains(3.5))

完全なサンプルコード

以下は、これまでの手順をすべて含んだコード例です。

import pandas as pd

# 境界値のリストから新しいIntervalArrayを作成
array = pd.arrays.IntervalArray.from_breaks([0, 1, 2, 3, 4, 5])

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

# IntervalArrayの長さを取得
# 各区間の長さを示すIndexを返します
print("\nOur IntervalArray length...\n",array.length)

# 各区間の中間点をIndexとして取得
print("\nThe midpoint of each interval in the IntervalArray...\n",array.mid)

# 各区間の右側の終点を取得
print("\nThe right endpoints of each Interval in the IntervalArray as an Index...\n",array.right)

# 各区間に値が含まれているか確認
print("\nDoes the Intervals contain the value? \n",array.contains(3.5))

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。

Our IntervalArray...
<IntervalArray>
[(0, 1], (1, 2], (2, 3], (3, 4], (4, 5]]
Length: 5, dtype: interval[int64, right]

Our IntervalArray length...
Int64Index([1, 1, 1, 1, 1], dtype='int64')

The midpoint of each interval in the IntervalArray...
Float64Index([0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4.5], dtype='float64')

The right endpoints of each Interval in the IntervalArray as an Index...
Int64Index([1, 2, 3, 4, 5], dtype='int64')

Does the Intervals contain the value?
[False False False True False]

出力の解説

最後の出力 [False False False True False] に注目してください。値 3.5 は区間 (3, 4] に含まれるため、4番目の要素だけが True になっています。このように、contains() メソッドは各区間を個別に判定し、その結果をブール配列として返します。データ分析において、数値がどの区間・ビンに属するかを一括で判定したい場合に非常に便利な機能です。