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pandas 마이그레이션

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이 가이드는 호환성을 유지하면서 성능을 개선할 수 있도록 기존 pandas 코드를 DataStore로 마이그레이션하는 방법을 안내합니다.

한 줄로 마이그레이션

가장 간단한 마이그레이션 방법은 import문을 변경하는 것입니다:

# Before (pandas)
import pandas as pd

# After (DataStore)
from chdb import datastore as pd

이제 끝입니다! 대부분의 pandas 코드는 수정 없이 그대로 작동합니다.

단계별 마이그레이션

chDB 설치

pip install "chdb>=4.0"

import 구문 변경

# 다음을:
import pandas as pd

# 이렇게 변경합니다:
from chdb import datastore as pd

코드 테스트

기존 코드를 실행해 보세요. 대부분의 연산은 변경 없이 그대로 작동합니다:

from chdb import datastore as pd

# 모두 동일하게 작동합니다
df = pd.read_csv("data.csv")
result = df[df['age'] > 25]
grouped = df.groupby('city')['salary'].mean()
df.to_csv("output.csv")

차이점 확인 및 처리

일부 연산은 다르게 동작합니다. 아래의 Key Differences를 참조하세요.

그대로 작동하는 항목

데이터 로딩

# All these work the same
df = pd.read_csv("data.csv")
df = pd.read_parquet("data.parquet")
df = pd.read_json("data.json")
df = pd.read_excel("data.xlsx")

필터링

# Boolean indexing
df[df['age'] > 25]
df[(df['age'] > 25) & (df['city'] == 'NYC')]

# query() method
df.query('age > 25 and salary > 50000')

선택 영역

# Column selection
df['name']
df[['name', 'age']]

# Row selection
df.head(10)
df.tail(10)
df.iloc[0:100]

GroupBy와 집계

# GroupBy
df.groupby('city')['salary'].mean()
df.groupby(['city', 'dept']).agg({'salary': ['sum', 'mean']})

정렬

df.sort_values('salary', ascending=False)
df.sort_values(['city', 'age'])

문자열 연산

df['name'].str.upper()
df['name'].str.contains('John')
df['name'].str.len()

DateTime 연산

df['date'].dt.year
df['date'].dt.month
df['date'].dt.dayofweek

I/O 작업

df.to_csv("output.csv")
df.to_parquet("output.parquet")
df.to_json("output.json")

주요 차이점

1. 지연 실행

DataStore 작업은 지연 실행되며, 결과가 필요할 때까지 실제로 실행되지 않습니다.

pandas:

# Executes immediately
result = df[df['age'] > 25]
print(type(result))  # pandas.DataFrame

DataStore:

# Builds query, doesn't execute yet
result = ds[ds['age'] > 25]
print(type(result))  # DataStore (lazy)

# Executes when you need the data
print(result)        # Triggers execution
df = result.to_df()  # Triggers execution

2. 반환 유형

Operation pandas 반환값 DataStore 반환값
df['col'] Series ColumnExpr (지연 실행)
df[['a', 'b']] DataFrame DataStore (지연 실행)
df[condition] DataFrame DataStore (지연 실행)
df.groupby('x') GroupBy LazyGroupBy

3. inplace 매개변수 미지원

DataStore는 inplace=True를 지원하지 않습니다. 항상 반환값을 사용하세요.

pandas:

df.drop(columns=['col'], inplace=True)

DataStore:

ds = ds.drop(columns=['col'])  # Assign the result

4. DataStore 비교하기

pandas는 DataStore 객체를 인식하지 않으므로, 비교할 때는 to_pandas()를 사용하세요:

# This may not work as expected
df == ds  # pandas doesn't know DataStore

# Do this instead
df.equals(ds.to_pandas())

5. 행 순서

DataStore는 파일 소스(예: SQL 데이터베이스)의 행 순서를 유지하지 않을 수 있습니다. 명시적으로 정렬하세요:

# pandas preserves order
df = pd.read_csv("data.csv")

# DataStore - use sort for guaranteed order
ds = pd.read_csv("data.csv")
ds = ds.sort('id')  # Explicit ordering

마이그레이션 패턴

패턴 1: 읽기-분석-쓰기

# pandas
import pandas as pd

df = pd.read_csv("data.csv")
result = df[df['amount'] > 100].groupby('category')['amount'].sum()
result.to_csv("output.csv")

# DataStore - same code works!
from chdb import datastore as pd
df = pd.read_csv("data.csv")
result = df[df['amount'] > 100].groupby('category')['amount'].sum()
result.to_csv("output.csv")

패턴 2: pandas 연산용 DataFrame

pandas 전용 기능이 필요하다면 마지막에 변환하세요:

from chdb import datastore as pd

# Fast DataStore operations
ds = pd.read_csv("large_data.csv")
ds = ds.filter(ds['date'] >= '2024-01-01')
ds = ds.filter(ds['amount'] > 100)

# Convert to pandas for specific features
df = ds.to_df()
df_pivoted = df.pivot_table(...)  # pandas-specific

패턴 3: 혼합 워크플로우

from chdb import datastore as pd
import pandas

# Start with DataStore for fast filtering
ds = pd.read_csv("huge_file.csv")  # 10M rows
ds = ds.filter(ds['year'] == 2024)  # Fast SQL filter
ds = ds.select('col1', 'col2', 'col3')  # Column pruning

# Convert for pandas-specific operations
df = ds.to_df()  # Now only ~100K rows
result = df.apply(complex_custom_function)  # pandas

성능 비교

대규모 데이터셋에서는 DataStore가 훨씬 빠릅니다:

작업 pandas DataStore 속도 향상
GroupBy count 347ms 17ms 19.93x
복합 파이프라인 2,047ms 380ms 5.39x
Filter+Sort+Head 1,537ms 350ms 4.40x
GroupBy agg 406ms 141ms 2.88x

1,000만 행 벤치마크

마이그레이션 문제 해결

문제: 연산이 작동하지 않음

일부 pandas 연산은 지원되지 않을 수 있습니다. 다음 사항을 확인하세요.

  1. 해당 연산이 호환성 목록에 있습니까?
  2. 먼저 pandas로 변환해 보세요: ds.to_df().operation()

문제: 결과가 다름

무슨 일이 일어나는지 파악하려면 디버그 로깅을 활성화하세요:

from chdb.datastore.config import config
config.enable_debug()

# View the SQL being generated
ds.filter(ds['x'] > 10).explain()

문제: 성능 저하

실행 패턴을 확인하십시오:

# Bad: Multiple small executions
for i in range(1000):
    result = ds.filter(ds['id'] == i).to_df()

# Good: Single execution
result = ds.filter(ds['id'].isin(ids)).to_df()

문제: 타입 불일치

DataStore의 타입 추론 결과가 다를 수 있습니다:

# Check types
print(ds.dtypes)

# Force conversion
ds['col'] = ds['col'].astype('int64')

점진적 마이그레이션 전략

1주차: 호환성 테스트

# Keep both imports
import pandas as pd

from chdb import datastore as ds

# Compare results
pdf = pd.read_csv("data.csv")
dsf = ds.read_csv("data.csv")

# Verify they match
assert pdf.equals(dsf.to_pandas())

2주차: 간단한 스크립트 전환

다음과 같은 스크립트부터 시작하세요:

  • 대용량 파일을 읽음
  • 필터링과 집계를 수행함
  • 사용자 정의 적용 함수를 사용하지 않음

3주차: 복잡한 경우 처리

사용자 지정 함수가 포함된 스크립트의 경우:

from chdb import datastore as pd

# Let DataStore handle the heavy lifting
ds = pd.read_csv("data.csv")
ds = ds.filter(ds['year'] == 2024)  # SQL

# Convert for custom work
df = ds.to_df()
result = df.apply(my_custom_function)

4주 차: 전체 마이그레이션

모든 스크립트를 DataStore import로 전환하세요.

FAQ

pandas와 DataStore를 모두 사용할 수 있나요?

네! 둘 사이를 자유롭게 변환할 수 있습니다:

from chdb import datastore as ds
import pandas as pd

# DataStore to pandas
df = ds_result.to_pandas()

# pandas to DataStore  
ds = ds.DataFrame(pd_result)

기존 테스트도 계속 통과하나요?

대부분의 테스트는 통과합니다. 비교 테스트는 pandas로 변환하십시오:

def test_my_function():
    result = my_function()
    expected = pd.DataFrame(...)
    pd.testing.assert_frame_equal(result.to_pandas(), expected)

Jupyter에서 DataStore를 사용할 수 있나요?

네! DataStore는 Jupyter notebooks에서 사용할 수 있습니다:

from chdb import datastore as pd

ds = pd.read_csv("data.csv")
ds.head()  # Displays nicely in Jupyter

이슈는 어떻게 보고하나요?

호환성 이슈를 발견하면 다음 페이지에 보고하십시오: https://github.com/chdb-io/chdb/issues

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