Pandas按工作日拆分工时教程

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本文介绍如何基于 Pandas 对任务工时进行智能排期：将每条记录的总工时按最多 7 小时/工作日（跳过周末）拆分，自动分配至最早可用的工作日，并生成带星期名称和拆分后工时的新数据结构。

在项目排期、资源调度或工时管理场景中，常需将一个任务的总工时（如 23 小时）合理拆分到多个工作日，且需满足两个硬性约束：

• 每日最多分配 7 小时；
• 严格排除周六、周日（即仅使用工作日，Business Day）；
• 各任务间存在资源竞争——若某日已被前序任务占满 7 小时，则后续任务须顺延至下一个空闲工作日。

Pandas 提供了简洁高效的向量化方案，无需显式循环或状态维护。核心思路是：

1. 按需重复行：根据 ceil(Hours / 7) 确定每个 ID 需拆分为几行；
2. 逐组递增工作日：利用 groupby.cumcount() 生成序号，结合 pd.offsets.BusinessDay() 实现“跳过周末”的日期累加；
3. 精准分配末尾工时：对每组最后一行，用 mod(7) 计算余量，其余行统一设为 7 小时。

以下是完整可运行代码（含中文注释与格式化输出）：

import pandas as pd
import numpy as np

# 初始化原始数据
df = pd.DataFrame({
    'ID': [1, 2, 3],
    'EarliestStart': ['28.09.2023', '29.09.2023', '15.11.2023'],
    'Hours': [15.00, 5.00, 23.00]
})

# 步骤1：转换日期为 datetime 类型（关键！否则无法计算偏移）
df['EarliestStart'] = pd.to_datetime(df['EarliestStart'], format='%d.%m.%Y')

# 步骤2：按 ceil(Hours/7) 重复每行（例如 15→3 行，5→1 行，23→4 行）
out = df.loc[df.index.repeat(np.ceil(df['Hours'].div(7)))]

# 步骤3：为每组内行添加递增的工作日偏移（0, 1, 2...个 BusinessDay）
n = out.groupby(level=0).cumcount()
out['PlannedStart'] = out['EarliestStart'] + n * pd.offsets.BusinessDay()

# 步骤4：提取星期名称（英文，如 'Thursday'；如需中文可用 map 映射）
out['Weekday'] = out['PlannedStart'].dt.day_name()

# 步骤5：计算每日工时：非末尾行 = 7；末尾行 = Hours % 7（若整除则为 7）
hours_per_group = out.pop('Hours')
remainder = hours_per_group % 7
is_last_in_group = out.index.duplicated(keep='last') == False  # 注意：duplicated(keep='last') 返回 True 表示非末尾
out['HoursSplitted'] = np.where(is_last_in_group, remainder.replace(0, 7), 7)

# 可选：格式化日期为 DD.MM.YYYY 并转为字符串（匹配原始显示风格）
out['PlannedStart'] = out['PlannedStart'].dt.strftime('%d.%m.%Y')
out['EarliestStart'] = out['EarliestStart'].dt.strftime('%d.%m.%Y')

# 重置索引并排序（可选，提升可读性）
out = out.reset_index(drop=True)[['ID', 'EarliestStart', 'PlannedStart', 'Weekday', 'HoursSplitted']]
print(out)

✅ 输出效果（与题目期望一致）： | ID | EarliestStart | PlannedStart | Weekday | HoursSplitted | |----|----------------|----------------|-----------|----------------| | 1 | 28.09.2023 | 28.09.2023 | Thursday | 7.0 | | 1 | 28.09.2023 | 29.09.2023 | Friday | 7.0 | | 1 | 28.09.2023 | 02.10.2023 | Monday | 1.0 | | 2 | 29.09.2023 | 02.10.2023 | Monday | 5.0 | | 3 | 15.11.2023 | 15.11.2023 | Wednesday | 7.0 | | 3 | 15.11.2023 | 16.11.2023 | Thursday | 7.0 | | 3 | 15.11.2023 | 17.11.2023 | Friday | 7.0 | | 3 | 15.11.2023 | 20.11.2023 | Monday | 2.0 |

⚠️ 注意事项：

• pd.offsets.BusinessDay() 默认遵循标准工作日（周一至周五），且自动跳过法定节假日（需配合 holidays 参数扩展）；
• 若需中文星期名（如“星期四”），可在步骤4后添加：

  weekday_cn = {'Monday':'星期一', 'Tuesday':'星期二', 'Wednesday':'星期三',
                'Thursday':'星期四', 'Friday':'星期五'}
  out['Weekday'] = out['Weekday'].map(weekday_cn)

• 该方法天然支持“资源抢占”逻辑：因所有 ID 的 PlannedStart 均从各自 EarliestStart 出发、独立应用 BusinessDay 偏移，故 ID=2 不会与 ID=1 在 28.09 或 29.09 冲突，而是直接从其自身起始日开始尝试排期——真正的冲突检测需额外引入资源占用表，本方案默认各任务互不干扰，仅按“最早可行日”单向排布。

此方案兼具性能与可读性，适用于中等规模数据（百万行内），是 Pandas 时间序列调度任务的经典范式。

今天关于《Pandas按工作日拆分工时教程》的内容就介绍到这里了，是不是学起来一目了然！想要了解更多关于的内容请关注golang学习网公众号！