Pandasのread_csvで特定行を読み飛ばす方法：skiprowsの徹底解説

はじめに：Pandasとread_csv関数

Pythonのデータ分析ライブラリであるPandasは、データ操作と分析において非常に強力なツールです。特に、read_csv関数は、CSV (Comma Separated Values) 形式のファイルをデータフレーム（Pandasの主要なデータ構造）として読み込む際に頻繁に使用されます。

CSVファイルは、表形式のデータを格納するために広く利用されており、データベースからのエクスポートや、さまざまなアプリケーションからのデータ出力など、様々な場面で活用されています。 Pandasのread_csv関数を使うことで、これらのCSVファイルを簡単にPythonに取り込み、分析や加工を行うことができます。

しかし、CSVファイルには必ずしも常に必要なデータだけが含まれているとは限りません。例えば、ファイルの先頭に不要な説明文やコメント行が含まれている場合や、特定の条件に合致する行を読み飛ばしたい場合があります。

そこで重要になるのが、read_csv関数のskiprowsパラメータです。このパラメータを使用することで、特定の行を読み飛ばし、必要なデータだけを効率的にデータフレームに読み込むことができます。

本記事では、skiprowsパラメータの基本的な使い方から、数値、リスト、関数を用いたより高度なスキップ方法、そしてエラー処理や実践例まで、幅広く解説します。skiprowsを使いこなすことで、より効率的かつ柔軟なデータ分析が可能になるでしょう。

skiprowsパラメータとは？：基本的な使い方

read_csv関数のskiprowsパラメータは、CSVファイルを読み込む際に、指定した行を読み飛ばすための引数です。このパラメータを使うことで、不要なヘッダー行やコメント行、または特定の条件を満たす行をスキップして、必要なデータのみをデータフレームとして読み込むことができます。

skiprowsパラメータには、主に以下の3つのタイプを指定できます。

整数: ファイルの先頭から指定した行数だけ読み飛ばします。例えば skiprows=2 と指定すると、ファイルの最初の2行をスキップします。
リスト: スキップする行番号のリストを指定します。例えば skiprows=[0, 2, 5] と指定すると、ファイルの0行目、2行目、5行目をスキップします (0行目が1行目としてカウントされます)。
関数: 各行に対して呼び出される関数を指定します。関数が True を返した場合、その行はスキップされます。

基本的な使い方

最もシンプルな使い方は、整数を指定して先頭の数行をスキップする方法です。以下に例を示します。

import pandas as pd

# CSVファイル sample.csv の先頭3行をスキップして読み込む
df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=3)

print(df)

この例では、sample.csvファイルの先頭3行（0行目、1行目、2行目）がスキップされ、4行目以降のデータがデータフレーム df に格納されます。

skiprowsパラメータを使用する際には、スキップされる行数や行番号を正確に把握しておくことが重要です。特に、リストや関数を使用する場合は、予期せぬ行がスキップされないように注意深く設定する必要があります。

次のセクションからは、skiprowsパラメータのより詳細な使い方を、具体的な例とともに解説していきます。

数値による行のスキップ：先頭行を無視する

skiprowsパラメータに整数値を指定することで、CSVファイルの先頭から指定した数の行を簡単にスキップできます。これは、ファイル先頭に不要なヘッダー情報や説明文が含まれている場合に非常に有効です。

例：先頭1行を無視する

例えば、CSVファイルの最初の行が列名ではなく、ファイルの説明文である場合、skiprows=1と指定することで、その行を無視して、2行目を列名として読み込むことができます。

import pandas as pd

# sample.csv ファイル（1行目が不要な説明文）
# 例：
# これはデータの説明です
# 列1,列2,列3
# データ1,データ2,データ3
# ...

df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=1)

print(df.head())  # 最初の数行を表示

この例では、sample.csvの最初の行（”これはデータの説明です”）がスキップされ、2行目（”列1,列2,列3″）が自動的に列名として扱われます。

例：先頭複数行を無視する

同様に、先頭に複数行の説明文や不要な情報が含まれている場合は、skiprowsにそれらの行数を指定します。

import pandas as pd

# sample.csv ファイル（先頭3行が不要な説明文）
# 例：
# データファイルの説明
# バージョン：1.0
# 作成日：2023-10-27
# 列1,列2,列3
# データ1,データ2,データ3
# ...

df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=3)

print(df.head())

この例では、最初の3行（”データファイルの説明”、”バージョン：1.0″、”作成日：2023-10-27″）がスキップされ、4行目（”列1,列2,列3″）が列名として扱われます。

注意点:

skiprowsに指定する数値は、スキップしたい行数です。
header=0（デフォルト）と組み合わせると、skiprowsでスキップした後の最初の行が列名として扱われます。もし、データに列名が含まれていない場合は、header=Noneを指定し、Pandasに自動的に列番号を割り当てさせることができます。
スキップする行数を間違えると、意図しないデータが読み込まれる可能性があるため、注意深く確認してください。

このように、skiprowsに数値を指定することで、CSVファイルの先頭の不要な行を簡単にスキップし、必要なデータだけを効率的に読み込むことができます。

リストによる行のスキップ：特定の行番号を指定する

skiprowsパラメータにリストを指定することで、CSVファイル内の特定の行番号をピンポイントでスキップすることができます。これは、ファイルの先頭や途中にコメント行や不要なデータ行が散在している場合に非常に便利です。

例：特定の行番号をスキップする

import pandas as pd

# sample.csv ファイル (0行目, 2行目, 5行目が不要な行)
# 例：
# 不要なヘッダー
# 列1,列2,列3
# 不要なコメント
# データ1,データ2,データ3
# データ4,データ5,データ6
# 不要な行
# データ7,データ8,データ9
# ...

df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=[0, 2, 5])

print(df)

この例では、sample.csvファイルの0行目、2行目、5行目がスキップされ、残りの行がデータフレーム df に格納されます。

注意点：

リストに指定する行番号は、0から始まるインデックスです。つまり、ファイルの最初の行は0行目、2行目の行は1行目、というようにカウントされます。
リストに重複した行番号を指定しても、その行は1回だけスキップされます。
存在しない行番号を指定してもエラーにはなりませんが、何もスキップされません。
skiprowsにリストを指定する場合、headerパラメータと組み合わせて列名を適切に設定する必要がある場合があります。例えば、スキップせずに読み込む最初の行を列名として使用する場合は、header=0（デフォルト）を指定します。もし、列名がない場合は、header=Noneを指定し、Pandasに自動的に列番号を割り当てさせることができます。

headerパラメータとの組み合わせ例：

import pandas as pd

# sample.csv ファイル (2行目をヘッダーとして使用、0行目と4行目をスキップ)
# 例：
# 不要な情報
# 列1,列2,列3
# データ1,データ2,データ3
# データ4,データ5,データ6
# 不要な行
# データ7,データ8,データ9
# ...

df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=[0, 4], header=1)

print(df)

この例では、0行目と4行目をスキップし、2行目をヘッダーとして使用しています。

リストによる行のスキップは、CSVファイルから特定の不要な行を除外する強力な手段です。正確な行番号を指定することで、必要なデータのみを効率的にデータフレームに読み込むことができます。

関数による行のスキップ：条件に合致する行を無視する

skiprowsパラメータに関数を指定することで、CSVファイルの各行に対して特定の条件を評価し、その条件に合致する行を動的にスキップすることができます。これは、行の内容に基づいてスキップするかどうかを判断したい場合に非常に柔軟な方法です。

関数の定義

skiprowsに渡す関数は、行番号を受け取り、スキップする場合はTrue、スキップしない場合はFalseを返す必要があります。行番号は0から始まるインデックスです。

例：コメント行をスキップする

例えば、CSVファイル内のコメント行が # で始まる場合、以下のような関数を定義してコメント行をスキップできます。

import pandas as pd

def is_comment(row_number):
  """行番号が偶数の場合はスキップする関数"""
  with open("sample.csv", "r") as f:
    for i, line in enumerate(f):
      if i == row_number:
        return line.startswith("#")
  return False # 万が一対象行が見つからなかった場合にFalseを返す

# sample.csv ファイル (コメント行は#で始まる)
# 例：
# # これはコメント行です
# 列1,列2,列3
# データ1,データ2,データ3
# # 別のコメント行
# データ4,データ5,データ6
# ...

df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=is_comment)

print(df)

この例では、is_comment関数は、sample.csvファイル内の指定された行番号の行が # で始まるかどうかをチェックし、始まる場合はTrueを返してその行をスキップします。

注意点：

関数は、CSVファイルの各行に対して順番に呼び出されます。
関数は、行番号だけでなく、ファイルを開いて読み込む処理なども含めることができますが、処理が重くなると読み込み時間が長くなる可能性があるため、パフォーマンスに注意する必要があります。
ファイルを開いて読み込む処理を行う場合は、必ずwith open(...)構文を使用し、ファイルを確実に閉じるようにしてください。
スキップする条件が複雑になるほど、関数の実装も複雑になる可能性があります。可読性と保守性を考慮して、適切な関数を設計することが重要です。
headerパラメータとの組み合わせも重要です。スキップせずに読み込む最初の行を列名として使用する場合は、header=0（デフォルト）を指定します。

応用例：特定の値を含む行をスキップする

以下は、特定の列に特定の値が含まれている行をスキップする例です。この例では、pandasのread_csvでファイルを一旦読み込んで行の値を判断します。

import pandas as pd

def skip_rows_based_on_value(row_index):
    if row_index == 0:  # ヘッダー行はスキップしない
        return False

    try:
        # 一旦読み込む
        temp_df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=range(row_index), nrows=1, header=None)
        value_in_column = temp_df.iloc[0, 0]  # 最初の列の値を取得

        # 特定の値が含まれていたらスキップ
        if str(value_in_column) == "skip_this":
            return True
        else:
            return False
    except pd.errors.EmptyDataError:
        # ファイルが空の場合や読み込むデータがない場合はスキップしない
        return False

# sample.csv ファイル
# 例：
# 列1,列2,列3
# skip_this,データ2,データ3
# データ4,データ5,データ6
# skip_this,データ8,データ9
# ...

df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=skip_rows_based_on_value)
print(df)

このように、関数による行のスキップは、CSVファイルのデータをより柔軟に制御するための強力な機能です。複雑な条件に基づいて行をスキップする必要がある場合に活用できます。ただし、パフォーマンスや可読性にも注意して実装する必要があります。

skiprowsとheader：ヘッダー行の指定

skiprowsパラメータとheaderパラメータは、read_csv関数において密接に関連しており、CSVファイルのヘッダー（列名）を正しく指定するために重要な役割を果たします。skiprowsで特定の行をスキップした場合、どの行をヘッダーとして使用するかをheaderパラメータで明示的に指定する必要があります。

headerパラメータの役割

headerパラメータは、データフレームの列名として使用する行を指定します。

header=0 (デフォルト): skiprowsでスキップされなかった最初の行を列名として使用します。
header=None: 列名がない場合、Pandasは自動的に0から始まる連番を列名として割り当てます。
header=整数: 指定した行番号を列名として使用します (0から始まるインデックス)。
header=[整数, 整数, ...]: 複数行をMultiIndexとして列名に使用します。

skiprowsとheaderの組み合わせ例

先頭1行をスキップし、2行目をヘッダーとして使用する場合
```
import pandas as pd

# sample.csv ファイル
# 例：
# 不要な情報
# 列1,列2,列3
# データ1,データ2,データ3
# ...

df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=1, header=0)

print(df.head())
```
この例では、先頭の「不要な情報」の行をskiprows=1でスキップし、2行目（”列1,列2,列3″）をheader=0で列名として使用します。

先頭2行をスキップし、列名がない場合

import pandas as pd

# sample.csv ファイル
# 例：
# 不要な情報1
# 不要な情報2
# データ1,データ2,データ3
# データ4,データ5,データ6
# ...

df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=2, header=None)

print(df.head())

この例では、先頭の2行をskiprows=2でスキップし、列名がないためheader=Noneを指定しています。Pandasは自動的に列名として0, 1, 2…を割り当てます。

特定の行をスキップし、残りの行をデータとして、ヘッダーを生成する場合

import pandas as pd

# sample.csv ファイル
# 例：
# ヘッダー1,ヘッダー2
# データ1,データ2
# スキップするデータ,スキップするデータ
# データ3,データ4

df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=[2], header=0)
print(df)

この場合、3行目をスキップし、1行目をヘッダーとして使っています。

注意点

skiprowsでスキップする行数とheaderで指定する行番号の組み合わせによっては、意図しない列名が設定されたり、エラーが発生したりする可能性があります。skiprowsとheaderを同時に使用する場合は、CSVファイルの内容とそれぞれのパラメータの意味をよく理解した上で、適切な値を設定する必要があります。
header=Noneを指定した場合、Pandasは自動的に列名を割り当てますが、後でdf.columns属性を使って適切な列名に変更することができます。

skiprowsとheaderを適切に組み合わせることで、様々な形式のCSVファイルから必要なデータを正確に読み込むことができます。

エラー処理と注意点：データ形式の確認

read_csv関数でCSVファイルを読み込む際、skiprowsパラメータを使用する際には、様々なエラーが発生する可能性があります。また、データ形式に関する注意点も存在します。ここでは、よくあるエラーとその対処法、データ形式に関する注意点について解説します。

1. ファイルが存在しないエラー (FileNotFoundError)

これは、指定したファイルパスにファイルが存在しない場合に発生します。

原因:
- ファイルパスのスペルミス
- ファイルが指定した場所に存在しない
対処法:
- ファイルパスを再度確認する
- ファイルが正しい場所に存在するか確認する

2. ファイルのエンコーディングエラー (UnicodeDecodeError)

CSVファイルがデフォルトのエンコーディング（通常はUTF-8）でエンコードされていない場合に発生します。

原因:
- CSVファイルが異なるエンコーディング（例：Shift-JIS, Latin-1）で保存されている

対処法:

read_csv関数のencodingパラメータに適切なエンコーディングを指定する

import pandas as pd

# Shift-JISでエンコードされたファイルを読み込む例
df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=1, encoding="shift_jis")

print(df.head())

3. パースエラー (ParserError)

CSVファイルの内容が期待される形式と異なっている場合に発生します。

原因:
- 区切り文字が正しくない（デフォルトはカンマ）
- 行の列数が一致しない
- 引用符の扱いが正しくない
対処法:
- sepパラメータで適切な区切り文字を指定する（例：sep='\t'でタブ区切りを指定）
- error_bad_lines=Falseを指定して、エラーが発生した行をスキップする (非推奨)
- quotecharパラメータで引用符を指定する
- quotingパラメータで引用符の扱いを制御する
```
import pandas as pd

# タブ区切りのファイルを読み込む例
df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=1, sep='\t')

# ダブルクォーテーションで囲まれたフィールドがある例
df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=1, quotechar='"', quoting=csv.QUOTE_MINIMAL)
```

4. 型変換エラー (ValueError)

CSVファイルの内容を適切なデータ型に変換できない場合に発生します。

原因:
- 数値として期待される列に文字列が含まれている
- 日付として期待される列が不正な形式である

対処法:

dtypeパラメータで列のデータ型を明示的に指定する
parse_datesパラメータで日付として解析する列を指定する

import pandas as pd

# 列'age'を整数型として読み込む例
df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=1, dtype={'age': int})

# 'date'列を日付として解析する例
df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=1, parse_dates=['date'])

データ形式に関する注意点

欠損値の扱い: CSVファイル内の欠損値は、通常、空のセルまたは特定の文字列（例：NaN, NULL）で表現されます。read_csv関数は、これらの値を自動的にNaN（Not a Number）として扱います。na_valuesパラメータを使用すると、NaNとして扱う文字列をカスタマイズできます。
```
import pandas as pd

# 'NA'という文字列を欠損値として扱う例
df = pd.read_csv("sample.csv", skiprows=1, na_values=['NA'])
```
大きなCSVファイル: 非常に大きなCSVファイルを読み込む場合、メモリ不足になる可能性があります。chunksizeパラメータを使用すると、ファイルをチャンクに分割して少しずつ読み込むことができます。
```
import pandas as pd

# ファイルを1000行ずつチャンクに分割して読み込む例
for chunk in pd.read_csv("large_file.csv", skiprows=1, chunksize=1000):
    # チャンクに対する処理
    print(chunk.head())
```

これらのエラー処理と注意点を理解することで、skiprowsパラメータを使用してCSVファイルを読み込む際のトラブルシューティングが容易になります。常にデータ形式を意識し、必要に応じてパラメータを調整することで、より堅牢なデータ分析パイプラインを構築することができます。

実践例：大規模データでの活用

skiprowsパラメータは、特に大規模なCSVファイルを扱う場合に、その真価を発揮します。大規模データでは、ファイル全体をメモリにロードすることが難しい場合や、特定の条件を満たすデータのみを抽出したい場合があります。skiprowsを適切に活用することで、メモリ使用量を抑えつつ、必要なデータのみを効率的に処理できます。

例1：エラーのある行をスキップして大規模ファイルを読み込む

大規模なログファイルなど、データが破損している行や形式が正しくない行が含まれている場合、skiprowsに関数を指定して、これらの行を動的にスキップすることができます。この例では、error_bad_lines=Falseは非推奨の引数ですので、代わりにskiprowsとtry-exceptブロックを用いて、エラーが発生する可能性のある行をスキップします。

import pandas as pd

def is_bad_line(row_number, filename="large_data.csv"):
    """特定の行がエラーを引き起こすかどうかを判定する"""
    try:
        with open(filename, 'r') as f:
            for i, line in enumerate(f):
                if i == row_number:
                    # 必要に応じてより厳密なチェックを行う
                    # 例: 特定の区切り文字の数が不足しているか
                    if len(line.split(',')) < 5: # 例: 列数が5未満ならスキップ
                        return True
                    else:
                        return False
        return False
    except Exception as e:
        print(f"Error reading line {row_number}: {e}")
        return True

# 例：大規模なファイル large_data.csv から不正な行をスキップして読み込む
file_name = "large_data.csv"
df = pd.read_csv(file_name, skiprows=lambda x: is_bad_line(x, filename=file_name), header=0)
print(df.head())

この例では、is_bad_line関数は、指定された行番号の行を読み込み、エラーが発生するかどうかをチェックします。エラーが発生した場合はTrueを返し、その行をスキップします。

例2：特定の条件に合致する行をスキップしてデータ量を削減する

大規模なデータセットから、特定の期間や地域に関するデータのみを抽出したい場合があります。skiprowsに関数を指定して、不要なデータをスキップすることで、メモリ使用量を削減できます。

import pandas as pd

def skip_rows_based_on_condition(row_index):
    if row_index == 0:  # ヘッダー行はスキップしない
        return False

    try:
        # 一旦読み込む (chunksize=1 でメモリ消費を抑える)
        temp_df = pd.read_csv("large_data.csv", skiprows=range(row_index), nrows=1, header=None)
        date_column = temp_df.iloc[0, 0]  # 例：日付が最初の列にあるとする

        # 特定の条件に合致しない行をスキップ
        if date_column < "2023-01-01":
            return True
        else:
            return False
    except Exception as e:
        print(f"Error reading line {row_index}: {e}")
        return True

# 例：large_data.csv ファイルから2023年1月1日以降のデータのみを読み込む
df = pd.read_csv("large_data.csv", skiprows=skip_rows_based_on_condition)

print(df.head())

この例では、skip_rows_based_on_condition関数は、指定された行番号の行の日付をチェックし、2023年1月1日より前の日付の場合はTrueを返してその行をスキップします。chunksize=1で読み込むことで、関数内のメモリ消費を抑えています。

例3：チャンク処理とskiprowsの組み合わせ

さらに大規模なデータに対しては、chunksizeパラメータとskiprowsパラメータを組み合わせることで、より効率的な処理が可能です。

import pandas as pd

# 大規模ファイルをチャンクに分割して処理
for chunk in pd.read_csv("very_large_data.csv", chunksize=10000, skiprows=lambda x: x > 0 and x % 2 == 0): #偶数行をスキップ
    # 各チャンクに対する処理 (例：データの集計、分析)
    print(chunk.describe()) #記述統計を表示

この例では、ファイルを10000行ずつチャンクに分割し、各チャンクに対してskiprowsパラメータを適用しています。これにより、メモリ使用量を抑えつつ、効率的なデータ処理が可能になります。

注意点:

大規模データを扱う場合、skiprowsに関数を指定すると、ファイルの読み込み時間が長くなる可能性があります。処理速度を改善するためには、可能な限り効率的な関数を記述し、必要に応じてインデックスやデータ型の最適化を検討する必要があります。
メモリ使用量に注意し、必要に応じてデータ型をより小さいものに変更したり、不要な列を削除したりするなど、メモリ使用量を削減する工夫が必要です。

これらの実践例に示すように、skiprowsパラメータは、大規模なCSVファイルを扱う際に非常に強力なツールとなります。適切な使用方法を理解し、データの特徴や目的に合わせて活用することで、効率的かつ柔軟なデータ分析が可能になります。

まとめ：skiprowsを使いこなして効率的なデータ分析

本記事では、Pandasのread_csv関数におけるskiprowsパラメータについて、その基本的な使い方から応用的なテクニック、エラー処理、そして大規模データでの活用例まで、幅広く解説しました。

skiprowsパラメータは、CSVファイルを読み込む際に、不要な行をスキップするための強力なツールであり、データ分析の効率を大幅に向上させることができます。

skiprowsの主な利点:

柔軟な行のスキップ: 数値、リスト、関数を用いて、様々な条件に基づいて行をスキップできます。
効率的なメモリ使用: 不要なデータを読み込まないことで、メモリ使用量を削減し、大規模データの処理を可能にします。
データの前処理の簡略化: 不要なヘッダーやコメント行、エラーのある行をスキップすることで、データの前処理を簡略化できます。
特定の条件を満たすデータの抽出: 関数を使用することで、特定の条件に合致するデータのみを抽出できます。

skiprowsを使いこなすためのポイント:

CSVファイルの構造を理解する: スキップする行数や行番号を正確に把握することが重要です。
headerパラメータとの組み合わせ: 列名を正しく指定するために、headerパラメータを適切に設定する必要があります。
エラー処理: エンコーディングエラーやパースエラーなど、様々なエラーが発生する可能性があるため、適切なエラー処理を行う必要があります。
パフォーマンス: 関数による行のスキップは、処理時間が長くなる可能性があるため、効率的な関数を記述し、必要に応じてデータ型の最適化を検討する必要があります。

今後のステップ:

様々なCSVファイルでskiprowsを試す: 様々な形式のCSVファイルでskiprowsを実際に使用し、その効果を実感してください。
read_csv関数の他のパラメータも学ぶ: read_csv関数には、skiprows以外にも、データ分析を効率化するための様々なパラメータが存在します。これらのパラメータも合わせて学習することで、より高度なデータ分析が可能になります。
実践的なデータ分析プロジェクトに挑戦する: 実際にデータ分析プロジェクトに取り組み、skiprowsを含むPandasの機能を活用して、現実世界の課題を解決してみましょう。

skiprowsを使いこなすことで、データ分析の効率が向上し、より深く、より幅広いデータ分析が可能になります。本記事が、皆様のデータ分析スキル向上の一助となれば幸いです。

Breaking

Pandasのread_csvで特定行を読み飛ばす方法：skiprowsの徹底解説

はじめに：Pandasとread_csv関数

skiprowsパラメータとは？：基本的な使い方

数値による行のスキップ：先頭行を無視する

リストによる行のスキップ：特定の行番号を指定する

関数による行のスキップ：条件に合致する行を無視する

skiprowsとheader：ヘッダー行の指定

エラー処理と注意点：データ形式の確認

実践例：大規模データでの活用

まとめ：skiprowsを使いこなして効率的なデータ分析

投稿者 karaza

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リストによる行のスキップ：特定の行番号を指定する

関数による行のスキップ：条件に合致する行を無視する

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エラー処理と注意点：データ形式の確認

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