PythonでDataFrameから成績が「A」の生徒の名前を抽出する方法

pandasのDataFrameから特定の条件に一致する行だけを取り出すことは、データ分析における最も基本的な操作の一つです。この記事では、「Id」「Name」「Grade」の3列を持つ生徒データのDataFrameから、成績（Grade）が「A」の生徒の名前のみを抽出するプログラムを、ブールインデックス参照を使って実装する方法を解説します。

入力データと期待される出力

まず、以下のようなDataFrameを想定します。

   Id   Name Grade
0   1  stud1     A
1   2  stud2     B
2   3  stud3     C
3   4  stud4     A
4   5  stud5     A

このDataFrameから成績が「A」の生徒の名前を抽出すると、次の結果が得られます。

0    stud1
3    stud4
4    stud5

解決のアプローチ

この問題は、以下の手順で解決できます。

• 生徒データを含むDataFrameを定義する

• Grade列の値と「A」を比較し、条件に一致するかどうかの真偽値（マスク）を作成する

• そのマスクをDataFrameに渡して該当行だけを抽出し、Name列を取得する

具体的には、比較演算の結果をそのままインデックスとして渡す、次のような記述を使用します。

df[df['Grade']=='A']

df['Grade']=='A' の部分は、各行に対して成績が「A」なら True、そうでなければ False を返します。これを df[ ] の中に入れることで、True の行だけが残ります。

コード例

実際の実装例を見てみましょう。

import pandas as pd

data = [[1,'stud1','A'],[2,'stud2','B'],[3,'stud3','C'],[4,'stud4','A'],[5,'stud5','A']]
df = pd.DataFrame(data, columns=('Id','Name','Grade'))
print("DataFrame is\n", df)
print("find the A grade students name\n")
result = df[df['Grade']=='A']
print(result['Name'])

実行結果

DataFrame is
   Id   Name Grade
0   1  stud1     A
1   2  stud2     B
2   3  stud3     C
3   4  stud4     A
4   5  stud5     A
find the A grade students name

0    stud1
3    stud4
4    stud5
Name: Name, dtype: object

インデックス番号0、3、4の行、つまり「stud1」「stud4」「stud5」という成績「A」の生徒の名前だけが出力されました。Seriesとして取得されているため、末尾に Name: Name, dtype: object という情報も表示されています。

別の方法：query()メソッドを使う

pandasでは、文字列で条件式を指定できる query() メソッドを使うこともできます。こちらの方が直感的で読みやすいコードになる場合があります。

result = df.query("Grade == 'A'")
print(result['Name'])

どちらの方法でも同じ結果が得られますので、状況や好みに応じて使い分けるとよいでしょう。