pandasで複数行ヘッダのCSVを出力する方法

やりたいこと

以下のようなヘッダが複数行で構成されている表をCSVで出力したいです。

備忘録として記事を投稿いたします。

環境

• Python 3.8.1
• pandas 1.0.3

実現方法

1. columnsがMultiIndexであるDataFrameを作成する
2. DataFrameのto_csvメソッドで出力する

DataFrameの作成方法

DataFrameコンストラクタのdata引数にdictを渡す。

df = pandas.DataFrame({
    ("Alice","Math"): [80,81],
    ("Alice","English"): [90,91],
    ("Bob","Math"): [70,71]
})

print(df)
#   Alice          Bob
#    Math English Math
# 0    80      90   70
# 1    81      91   71

print(df.columns)
# MultiIndex([('Alice',    'Math'),
#             ('Alice', 'English'),
#             (  'Bob',    'Math')],
#            )

DataFrameコンストラクタのcolumns引数にMultiIndexを渡す

index = pandas.MultiIndex.from_tuples([
    ("Alice","Math"),
    ("Alice","English"),
    ("Bob","Math")
])

df2 = pandas.DataFrame([[80,90,70],[81,91,71]], columns=index)

print(df2)
#   Alice          Bob
#    Math English Math
# 0    80      90   70
# 1    81      91   71

print(df2.columns)
# MultiIndex([('Alice',    'Math'),
#             ('Alice', 'English'),
#             (  'Bob',    'Math')],
#            )

DataFrameコンストラクタのdata引数にdictのlistを渡す

コンストラクタ引数columnsがNoneだと、columnsプロパティの型がIndexになり、複数行ヘッダで出力できません。

df3 = pandas.DataFrame(
    [
        {("Alice","Math"):80, ("Alice","English"):90,("Bob","Math"):70},
        {("Alice","Math"):81, ("Alice","English"):91,("Bob","Math"):71},
    ]
)

print(df3)
#    (Alice, Math)  (Alice, English)  (Bob, Math)
# 0             80                90           70
# 1             81                91           71

print(df3.columns)
# Index([('Alice', 'Math'), ('Alice', 'English'), ('Bob', 'Math')], dtype='object')

columns引数にMultiIndexを渡せば、複数行ヘッダを出力できます。

index = pandas.MultiIndex.from_tuples([
    ("Alice","Math"),
    ("Alice","English"),
    ("Bob","Math")
])

df3 = pandas.DataFrame(
    [
        {("Alice","Math"):80, ("Alice","English"):90,("Bob","Math"):70},
        {("Alice","Math"):81, ("Alice","English"):91,("Bob","Math"):71},
    ]
    ,columns=index
)

print(df3)
#   Alice          Bob
#    Math English Math
# 0    80      90   70
# 1    81      91   71

DataFrameのto_csvメソッドで出力する

df.to_csv("foo.csv", index=False)

foo.csv

Alice,Alice,Bob
Math,English,Math
80,90,70
81,91,71