Dataframeの差分を取る

pandasの累積和をとったり、特定のwindowごとの和をとったりする方法はこれまで紹介してきたので、
次はDataFrameの差分を取る関数の紹介です。
元のデータが単位根過程の時に差分をとって定常化するなど、結構頻繁に使います。

さて、その方法ですが、DataFrameのdiffというメソッドを使います。

pandas.DataFrame.diff

引数には periods と axis を指定できますが、大抵はどちらもデフォルトでいけるでしょう。
periods(デフォルト:1)を指定することで、いくつ前の値との差分を取るかを指定でき、
axis(デフォルト:0) に1を指定すると隣の行との差分をれます。

import pandas as pd
df = pd.DataFrame(
        {
            'a': [1, 2, 3, 4, 5],
            'b': [1, 4, 9, 16, 25],
            'c': [1, 8, 27, 64, 125],
        }
    )
print(df.diff())
'''
     a    b     c
0  NaN  NaN   NaN
1  1.0  3.0   7.0
2  1.0  5.0  19.0
3  1.0  7.0  37.0
4  1.0  9.0  61.0
'''

print(df.diff(periods=2))
'''
     a     b     c
0  NaN   NaN   NaN
1  NaN   NaN   NaN
2  2.0   8.0  26.0
3  2.0  12.0  56.0
4  2.0  16.0  98.0
'''

print(df.diff(axis=1))
'''
    a     b      c
0 NaN   0.0    0.0
1 NaN   2.0    4.0
2 NaN   6.0   18.0
3 NaN  12.0   48.0
4 NaN  20.0  100.0
'''

なお、それぞれ次のようにshiftして値をずらしたものとの差分を取るのと結果は同じです。

df - df.shift()
df - df.shift(periods=2)
df - df.shift(axis=1)