讲师中心 微信公众号
AI工具推荐 视频效率加速

为什么用Python的Polars库处理百万级数据比Pandas1.x更快?

老宇小哥_9064

老宇小哥_9064

发布时间:2026-09-27 12:09:28

|

526人浏览过

|

来源于php中文网

原创

Polars 默认多线程解析CSV且自动利用全部CPU核心,而Pandas 1.x受GIL限制为单线程;其Lazy模式支持谓词下推与列裁剪,group_by默认哈希分组不排序,显著提升大数据处理效率。

为什么用python的polars库处理百万级数据比pandas1.x更快?

Polars 默认多线程解析 CSV,Pandas 1.x 是单线程

这是最直接的性能差距来源。Pandas 1.x 的 read_csv 完全在 Python 层用 C 实现,但受 GIL 限制,无法真正并行;而 Polars 底层用 Rust + Rayon,对 CSV 解析、类型推断、内存分配全部自动分发到所有 CPU 核心。实测中,500 万行 CSV 的读取,Polars Eager 比 Pandas 1.x 快约 6 倍——不是“优化了算法”,而是“把空闲的 7 个核心全用上了”。

常见错误现象:pd.read_csv 在 i7-13700H 上只跑满 1 个大核,其余核闲置;pl.read_csv 瞬间拉满全部 14 核(6P+8E)。

注意点:

  • Pandas 2.x 引入了 engine="pyarrow" 可缓解,但 Pandas 1.x 完全不支持
  • Polars 的多线程是开箱即用,无需 n_jobs 或 pool.map 手动干预
  • 小数据量(如

Polars 使用 Arrow 列式内存,Pandas 1.x 用 object dtype 存字符串

当 CSV 含大量字符串列(如 URL、设备型号、地域名),Pandas 1.x 默认用 Python object dtype 存储——每条字符串都是独立的 Python 对象,带引用计数、GC 开销、内存碎片;Polars 直接映射为 Arrow 的 LargeUtf8Array,连续内存块 + 字典编码可选,访问和过滤快一个数量级。

立即学习“Python免费学习笔记(深入)”;

使用场景:你做 .filter(pl.col("url").str.contains("login")),Polars 在底层用 SIMD 指令批量扫描;Pandas 1.x 得逐个调用 Python 的 str.contains,每次进 CPython 解释器。

提示词大师-python版
提示词大师-python版

图片提示词生成器?不止如此。 马甲系统 —— 把脑海中的画面,翻译成AI能理解的专业表达。 用得越多,它越懂你:首次需要多问几句确认方向,用久了几乎一说就懂。 用得越多,它越快:缓存机制让后续对话越来越省。 RAG进化:成功案例持续入库,越跑越聪明。 输入「新手指南」查看完整功能介绍

下载

参数差异:

  • Polars 可显式指定 dtypes={"url": pl.Utf8} 避免推断误差;Pandas 1.x 的 dtype 对字符串列基本无效,仍 fallback 到 object
  • pl.read_csv(..., low_memory=False) 在 Polars 中是默认行为;Pandas 1.x 的 low_memory=True 反而会触发多次 chunk 推断,更慢且易出错

Polars 的表达式引擎避免中间 DataFrame 复制

Pandas 1.x 的链式操作如 df[df.a > 1].groupby("b").sum() 会实际生成至少两个中间 DataFrame:一次布尔索引结果,一次 groupby 分组表。每步都拷贝数据、重建索引、检查 dtypes。

Polars 表达式(如 filter + group_by + agg)在 Lazy 模式下构建成执行计划,查询优化器自动做谓词下推(predicate pushdown):把过滤条件直接下推到 CSV 读取阶段,跳过整行解析;聚合时也只加载需要的列,而非全宽读取。

性能影响:

  • 对 5000 万行 × 18 列数据,Pandas 1.x 过滤后仍加载全部 18 列再聚合;Polars Lazy 可只读 3 列(user_id, event_type, duration),内存占用常压在 200MB 以内
  • 不用 .collect() 就不会真正执行,调试时可随时用 .explain() 看优化后的物理计划
  • 别在循环里反复调用 .collect()——那是把 Lazy 的优势全丢掉

Polars 的 group_by 默认哈希分组,Pandas 1.x 默认排序分组

这是很多人忽略的关键细节。df.groupby("key").sum() 在 Pandas 1.x 中默认先对 key 排序(即使你没要排序结果),再按有序块 split-apply-combine;而 Polars group_by("key").sum() 默认走哈希表,不排序、不分块、直接桶计数。

容易踩的坑:

  • 如果你依赖 Pandas 分组后结果的顺序(比如认为 groupby 保持原始出现顺序),迁移到 Polars 后需显式加 maintain_order=True,否则性能会下降
  • 对高基数 key(如 500 万不同 user_id),哈希分组比排序分组快 3–5 倍;但对低基数(如只有 5 个 region),差异不大
  • Polars 的 group_by 不会隐式触发 sort,而 Pandas 1.x 的 groupby().agg() 在 key 未排序时强制 sort,这是纯额外开销
真实业务中,百万级数据的瓶颈往往不在“算法复杂度”,而在“是否让硬件闲着”和“是否把数据从磁盘搬到内存时就做裁剪”。Polars 把这两件事干得更彻底——不是它写的代码更聪明,而是它从第一天起就没打算兼容旧架构的包袱。

热门AI工具

更多
LibLibAI
LibLibAI Hot

一款AI视频创作工具,主要用于国内领先的AI创意平台,以海量模型、低门槛操作与“创作-分享-商业化”生态,让小白与专业创作者都能高效实现图文乃至视频创意表达,适合需要提升相关任务效率的用户。

咔片AIPPT

一款在线AI演示文稿制作工具,可根据主题和内容需求辅助生成PPT结构与页面,提高演示材料制作效率。

AionClaw
AionClaw Hot

AionClaw是一款面向办公、创作和编程任务的AI桌面智能体。

豆包大模型

豆包大模型是一款由字节跳动推出的企业级大语言模型服务平台。

UpDream
UpDream Hot

一款AI视频创作工具,主要用于哔哩哔哩推出的自研AI视频创作工具,适合需要提升相关任务效率的用户。

超级简历WonderCV

一款AI办公效率工具,主要用于免费求职简历模版下载制作,应届生职场人必备简历制作神器,适合需要提升相关任务效率的用户。

DeepSeek

DeepSeek是一款面向对话、写作、编程和推理场景的AI大模型工具。

WorkBuddy

一款AI办公效率工具,主要用于腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台,适合需要提升相关任务效率的用户。

讯飞智作

讯飞智作是一款AI视频创作工具,AI文本配音工具,数字人课程、营销视频制作。

相关专题

更多
python打包成可执行文件
python打包成可执行文件

本专题为大家带来python打包成可执行文件相关的文章,大家可以免费的下载体验。

1591

2023.07.20

python能做什么
python能做什么

python能做的有:可用于开发基于控制台的应用程序、多媒体部分开发、用于开发基于Web的应用程序、使用python处理数据、系统编程等等。本专题为大家提供python相关的各种文章、以及下载和课程。

3824

2023.07.25

format在python中的用法
format在python中的用法

Python中的format是一种字符串格式化方法,用于将变量或值插入到字符串中的占位符位置。通过format方法,我们可以动态地构建字符串,使其包含不同值。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来阅读学习。

1609

2023.07.31

python教程
python教程

Python已成为一门网红语言,即使是在非编程开发者当中,也掀起了一股学习的热潮。本专题为大家带来python教程的相关文章,大家可以免费体验学习。

22077

2023.08.03

python环境变量的配置
python环境变量的配置

Python是一种流行的编程语言,被广泛用于软件开发、数据分析和科学计算等领域。在安装Python之后,我们需要配置环境变量,以便在任何位置都能够访问Python的可执行文件。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

2707

2023.08.04

python eval
python eval

eval函数是Python中一个非常强大的函数,它可以将字符串作为Python代码进行执行,实现动态编程的效果。然而,由于其潜在的安全风险和性能问题,需要谨慎使用。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

2767

2023.08.04

scratch和python区别
scratch和python区别

scratch和python的区别:1、scratch是一种专为初学者设计的图形化编程语言,python是一种文本编程语言;2、scratch使用的是基于积木的编程语法,python采用更加传统的文本编程语法等等。本专题为大家提供scratch和python相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

1103

2023.08.11

python合并两个列表
python合并两个列表

Python是一种强大的编程语言,具有许多方便的功能和工具。在Python中,有多种方法可以合并两个列表。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

596

2023.08.10

Buffalo框架数据库开发全教程
Buffalo框架数据库开发全教程

本专题围绕Buffalo框架数据库开发,讲解database.yml多环境配置、soda与fizz迁移生成回滚、模型结构体标签、增删改查与条件查询、一对多与多对多关联、数据校验、回调钩子、事务处理及原生SQL执行能力。

120

2026.09.23

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn