Pythonで区間データ用のPandas配列（IntervalArray）を作成する方法

区間（インターバル）データを扱うためのPandas配列を作成するには、pandas.arrays.IntervalArray()メソッドを使用します。IntervalArrayは複数の区間をひとつの配列として格納できるクラスで、時間帯や数値範囲などのデータをまとめて管理・分析したい場合に非常に便利です。

1. 必要なライブラリをインポートする

まずは、必要なライブラリをインポートしましょう。

import pandas as pd

2. Intervalオブジェクトを作成する

次に、2つのIntervalオブジェクトを作成します。第1引数に区間の下限値、第2引数に上限値を指定します。デフォルトでは、左側が開区間「(」、右側が閉区間「]」になります。

interval1 = pd.Interval(10, 30)
interval2 = pd.Interval(30, 70)

3. 作成した区間を表示する

作成した各Intervalオブジェクトの中身を確認してみます。

print("Interval1...\n",interval1)
print("Interval2...\n",interval2)

4. IntervalオブジェクトからIntervalArrayを構築する

Intervalオブジェクトをリストとして渡し、そこから新しいIntervalArrayを構築します。

array = pd.arrays.IntervalArray([interval1,interval2])

完全なサンプルコード

ここまでの手順をすべてまとめたコードは以下の通りです。あわせて、lengthプロパティを使って各区間の長さも取得しています。

import pandas as pd

# Create two Interval objects
interval1 = pd.Interval(10, 30)
interval2 = pd.Interval(30, 70)

# display the intervals
print("Interval1...\n",interval1)
print("Interval2...\n",interval2)

# Construct a new IntervalArray from Interval objects
array = pd.arrays.IntervalArray([interval1,interval2])

# Display the IntervalArray
print("\nOur IntervalArray...\n",array)

# Getting the length of IntervalArray
# Returns an Index with entries denoting the length of each Interval in the IntervalArray
print("\nOur IntervalArray length...\n",array.length)

実行結果

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。

Interval1...
(10, 30]
Interval2...
(30, 70]

Our IntervalArray...
<IntervalArray>
[(10, 30], (30, 70]]
Length: 2, dtype: interval[int64, right]

Our IntervalArray length...
Int64Index([20, 40], dtype='int64')

出力結果のポイント

(10, 30] のように表示されていることから分かるように、デフォルトでは左端は範囲外（開）、右端は範囲内（閉）となる区間が生成されます。また、lengthプロパティは、IntervalArray内の各区間の長さ（この例では 30−10＝20、70−30＝40）を要素として持つIndexを返します。dtypeが interval[int64, right] と表示されるのは、データ型が64ビット整数（int64）であり、右側が閉じた区間であることを意味しています。