`pandas.DataFrame`の`columns`引数にtupleのlistを渡しても、MultiIndexな列にはらない

環境

• Python 3.11.2
• pandas 2.0.2

起きたこと

pandas.DataFrameにkeyがtupleであるdictを渡すと、MultiIndexな列を持つDataFrameを生成できます。

In [94]: data = {("japan","male"):[1,2,3], ("japan","female"):[11,12,13], ("u.s.","male"):[2,3,4]}

In [94]: data
Out[95]: 
{('japan', 'male'): [1, 2, 3],
 ('japan', 'female'): [11, 12, 13],
 ('u.s.', 'male'): [2, 3, 4]}

In [96]: df1 = pandas.DataFrame(data)

In [97]: df1
Out[97]: 
  japan        u.s.
   male female male
0     1     11    2
1     2     12    3
2     3     13    4

In [98]: df1.columns
Out[98]: 
MultiIndex([('japan',   'male'),
            ('japan', 'female'),
            ( 'u.s.',   'male')],
           )

生成されたDataFrameの列を絞り込むため、columns引数に列名を指定します。
以下はcolumns引数の説明です。

Column labels to use for resulting frame when data does not have them, defaulting to RangeIndex(0, 1, 2, …, n). If data contains column labels, will perform column selection instead. ¹

columns引数にtupleのlistを渡したら、生成されたDataFrameの列はMultiIndexではなく通常のIndexになってしまいました。

In [102]: df2 = pandas.DataFrame(data, columns=[("japan","female"),  ("u.s.","male")])

In [103]: df2
Out[103]: 
   (japan, female)  (u.s., male)
0               11             2
1               12             3
2               13             4

In [104]: df2.columns
Out[104]: Index([('japan', 'female'), ('u.s.', 'male')], dtype='object')

解決

MultiIndexの列を生成するには、columns引数にMultiIndexを渡す必要がありました。

In [107]: target_columns = pandas.MultiIndex.from_tuples([("japan","female"),  ("u.s.","male")])

In [108]: target_columns
Out[108]: 
MultiIndex([('japan', 'female'),
            ( 'u.s.',   'male')],
           )

In [109]: df3 = pandas.DataFrame(data, columns=target_columns)

In [110]: df3
Out[110]: 
   japan u.s.
  female male
0     11    2
1     12    3
2     13    4

In [111]: df3.columns
Out[111]: 
MultiIndex([('japan', 'female'),
            ( 'u.s.',   'male')],
           )

1. https://pandas.pydata.org/docs/reference/api/pandas.DataFrame.html ↩