Polars 速度快、语法现代、表达力强,但很多人刚上手就把它当 Pandas 用,结果性能优势全都浪费了。

下面是新手最容易犯的 10 个错误,以及对应的解决思路。

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1、直接 read_csv而不用 scan_*

新手拿到一个大 CSV,上来就这么写:

df = pl.read_csv("events.csv")

这会把整个文件一口气塞进内存。文件一旦上了 GB 级别,内存直接爆掉,性能也跟着完蛋。正确做法是用惰性扫描:

lf = pl.scan_csv("events.csv")

所有操作保持惰性状态,直到最后调用 .collect()。

这样做的好处是优化器可以把过滤和投影操作下推到扫描阶段,I/O 和内存占用都会大幅下降。

2、还在用 Python 循环或 .apply()

想给数据加个新列,很多人会写成这样:

df = df.with_columns(
pl.col("price").apply(lambda x: x * 1.19)
)

这种写法强迫 Python 逐行处理,完全没有向量化可言,慢得离谱。换成原生表达式:

df = df.with_columns(
(pl.col("price") * 1.19).alias("price_with_vat")
)

这样操作会跑在 Rust 层面,有 SIMD 加速,还能融合进查询计划里。性能差距就变得很大了

3、collect() 调用太早、太频繁

新手经常写出这种流水线:

df1 = lf.filter(...).collect()
df2 = df1.with_columns(...).collect()

每调一次 .collect(),整个数据集就要完整物化一遍。应该把所有操作串起来,最后只 collect 一次:

result = (
lf.filter(...)
.with_columns(...)
.groupby(...)
.agg(...)
)
df = result.collect()

单次 .collect() 让优化器有机会做全局优化,计算量能省下一大截。

4、不做列裁剪(投影下推)

比如加载了一张 200 多列的宽表,实际只用到 4 列——但整张表还是全读进来了。正确做法是是尽早筛选列:

lf = lf.select(["user_id", "country", "revenue", "event_time"])

Polars 会把投影下推到扫描层,从磁盘上读取时只读这几列。配合 Parquet 格式效果更明显,速度提升非常可观。

5、太早转成 Pandas

有人习惯这么干:

pd_df = lf.collect().to_pandas()

还没过滤、没分组、没聚合,就先转成 Pandas 了,结果几千万行数据全在 Pandas 里慢慢磨。合理的做法是先在 Polars 里把重活干完:

cleaned = lf.filter(...).groupby(...).agg(...)
pdf = cleaned.collect().to_pandas()

Polars 是计算引擎,Pandas 只是展示层,搞反了性能优势就没有了。

6、搞混 DataFrame、LazyFrame 和 Expr

新手容易写出这种代码:

lf.groupby("user_id").sum()

或者:

df.with_columns(lf.col("price"))

原因是没搞清楚三种核心类型的区别。

要记住:DataFrame 是已经物化的数据;LazyFrame 是查询计划;Expr 是列表达式。

lf = pl.scan_csv("file.csv") # LazyFrame
df = lf.collect() # DataFrame
expr = pl.col("amount") # Expr

模型清晰了,才能避开各种隐蔽 bug也才能让优化器真正发挥作用。

7、以为 .unique()和 Pandas 一样

有些人期望 .unique() 返回排序后的结果,但 Polars 默认保留原始顺序:

lf.select(pl.col("country").unique())

这跟 Pandas 的行为是不一样,所以很容易出逻辑错误。如果需要排序就显式加上:

lf.select(pl.col("country").unique().sort())

显式排序能避免跨框架时的隐性差异。

8、不管数据类型

CSV 里的数据经常乱七八糟:

"19.99", "20", "error", ""

Pandas 碰到这种情况会默默建个 object 列,而Polars 会尝试推断类型,但新手往往不验证。

这时在扫描时直接指定类型更靠谱:

lf = pl.scan_csv(
"orders.csv",
dtypes={"price": pl.Float64}
)

或者读完再转:

df = df.with_columns(pl.col("price").cast(pl.Float64))

类型明确的管道更稳定、更可预测,跑起来也更快。

9、大数据聚合不开流式模式

几十亿行数据做 groupby:

lf.groupby("user_id").agg(...)

内存肯定撑不住,程序就直接崩掉了。这时要开启流式模式:

result = (
lf.groupby("user_id")
.agg(pl.col("amount").sum())
.collect(streaming=True)
)

流式处理会分块执行特别适合 ETL 场景和日志分析管道。

10、多次 with_columns而不是合并表达式

新手容易这么写:

df = df.with_columns(pl.col("a") + pl.col("b"))
df = df.with_columns(pl.col("c") - pl.col("d"))
df = df.with_columns(pl.col("e") * 1.19)

三次调用,三个独立步骤,没法融合优化。可以将他们合并到一个表达式块里:

df = df.with_columns([
(pl.col("a") + pl.col("b")).alias("ab"),
(pl.col("c") - pl.col("d")).alias("cd"),
(pl.col("e") * 1.19).alias("e_vat")
])

Polars 会把这些表达式融合成一个优化后的操作。步骤少了自然就快了。

总结

从 Pandas 转过来的人,很容易带着旧习惯写 Polars 代码,结果性能优势全没了。上面这些点总结下来就是:惰性优先、表达式为主、最后才 collect、别用 Python 循环、列要有明确类型、多用 LazyFrame、善用投影下推和谓词下推、大数据开流式处理。

养成这些习惯,Polars 的性能才能真正释放出来。

https://avoid.overfit.cn/post/9936cca71070432e9f47e83aa2575a5b

作者:Brent Fischer