データフレームをネスト構造の辞書（json）に変換

Question

例えば、上記のようなpandasで生成されたデータフレーム（df）から以下のような辞書を作成する方法をどなたかご教授いただけないでしょうか？

{"a": {"m": [[w, x, y, z]], "n": [[w, x, y, z]]}, "b": {"m": [[w, x, y, z]], "n": [[w, x, y, z]]}}
（w~zにはそれぞれの要素が入る）

辞書ではなくお分かりであればjsonとして作成する方法も合わせて教えていただけると幸いです。
よろしくお願いいたします。

Answer 1

JSON文字列を作る例

import pandas as pd
import io

txt = """
id,class,w,x,y,z
a,m,1,2,3,4
a,n,5,6,7,8
b,m,9,10,11,12
b,n,13,14,15,16
"""

df = pd.read_csv(io.StringIO(txt), index_col=['id', 'class'])
print(df, end="\n\n")

df2 = pd.DataFrame(df.apply(list, axis=1), index=df.index, columns=['lst'])
print(df2, end="\n\n")

df3 = df2.pivot_table(values=['lst'], index=['class'],
                      columns=['id'], aggfunc=list)
df3.columns = df3.columns.droplevel(0)
print(df3, end="\n\n")

json_string = df3.to_json()
print(json_string)

           w   x   y   z
id class
a  m       1   2   3   4
   n       5   6   7   8
b  m       9  10  11  12
   n      13  14  15  16

                       lst
id class
a  m          [1, 2, 3, 4]
   n          [5, 6, 7, 8]
b  m       [9, 10, 11, 12]
   n      [13, 14, 15, 16]

id                  a                   b
class
m      [[1, 2, 3, 4]]   [[9, 10, 11, 12]]
n      [[5, 6, 7, 8]]  [[13, 14, 15, 16]]

{"a":{"m":[[1,2,3,4]],"n":[[5,6,7,8]]},"b":{"m":[[9,10,11,12]],"n":[[13,14,15,16]]}}

Comments

[shu214]

ご回答ありがとうございます。
参考にさせていただきます！
質問ですが、これは最初に手打ちでデータフレームを記述するということですか？
以下の部分です。
txt = """
id,class,w,x,y,z
a,m,1,2,3,4
a,n,5,6,7,8
b,m,9,10,11,12
b,n,13,14,15,16
"""

[Daregada]

回答として簡単にするためにそう書いただけなので、実際に使うときにはファイルから読み込むなどされるといいかと思います。

[shu214]

なるほど！
io.StringIOというのが何かわからなかったのですが、ファイルのように扱うことができるんですね！
実際はもっと大きなデータフレームなのですが、ご回答を参考にさせていただき、df読み込み部分をset_index()でindexを再設定し、後はすべて同じように動きました。
やりたいことが実現しました！ありがとうございます！

Answer 2

result = {}
for i in values:
    if i[0] in result:
        result[i[0]][i[1]] = list(i[2:])
    else:
        result[i[0]] = {i[1]:list(i[2:])}
print(result)
#{'a': {'m': [1, 1, 1, 1], 'n': [2, 2, 2, 2]}, 'b': {'m': [3, 3, 3, 3], 'n': [4, 4, 4, 4]}}

Comments

[shu214]

ご回答ありがとうございます！
さらに質問なのですが、この場合、同じidの中ですべてclassが異なることが前提のコードであり、例えば同じidで同じclassが複数存在すればリストの要素は上書きされると思います。（私が作成した例が悪かったです。すみません。あなたのコードは私の質問文に完璧に答えられています。）
この上書きをなくし、
class:[[w,x,y,z],[w,x,y,z],...]
とする方法はわかりますか？

[meg_]

Daregadaさんの回答の方で実現されているようですね。

[shu214]

ありがとうございます！
おかげさまでやりたいことが実現しました。
とても勉強になりました！！