DataFrameに3層目の列名を追加したい

Question

前提・実現したいこと

import pandas as pd
import numpy as np


df = pd.DataFrame(data=np.arange(24).reshape(4, 6))
df.columns = pd.MultiIndex.from_product([['A', 'B'], ['a', 'b', 'c']])
display(df)

で得られるDataFrame

に3層目の列名を追加し、

  1
-----------------
  A     | B
-----------------
  a b c | a b c
-----------------

のようなインデックスを実現したいのですが、上手くできません。
※ 実コードは前提が長いため、サンプルで書かせていただきました。

試したこと①

df.columns = pd.MultiIndex.from_product([['1'], df.columns])
diplay(df)

で書こうとしましたが、

---------------------------------------------------------------------------
NotImplementedError                       Traceback (most recent call last)
<ipython-input-5-3f8355c6b72e> in <module>()
----> 1 df.columns = pd.MultiIndex.from_product([['1'], df.columns])
      2 diplay(df)

11 frames
pandas/_libs/properties.pyx in pandas._libs.properties.CachedProperty.__get__()

pandas/_libs/properties.pyx in pandas._libs.properties.CachedProperty.__get__()

/usr/local/lib/python3.7/dist-packages/pandas/core/dtypes/missing.py in _isna(obj, inf_as_na)
    151     # hack (for now) because MI registers as ndarray
    152     elif isinstance(obj, ABCMultiIndex):
--> 153         raise NotImplementedError("isna is not defined for MultiIndex")
    154     elif isinstance(obj, type):
    155         return False

NotImplementedError: isna is not defined for MultiIndex

というエラーが発生して、上手くいきませんでした。

試したこと②

df.columns = pd.MultiIndex.from_tuples(zip(['1'] * len(df.columns), df.columns))
display(df)

も試してみましたが、

となり、実現したい結果とは異なりました。

試したこと③

df.columns = pd.MultiIndex.from_tuples([("1", i, j) for i in ['A', 'B'] for j in ['a', 'b', 'c']])
display(df)

は、このサンプルでは上手くいくのですが、
実コードでは、リスト内の順番を正しく反映できず
（そもそも外部ソースから抽出するデータのため、コードの切れ目で元の列インデックスのリストを出力させた上で、
全部を目で確認した上でリストを再現するのは難しいです）、
その後の分析で正しい数値を出力することができませんでした。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

python3

Answer 1

解決済みとなっていますが、以下のコードのほうが単純ですし、（データフレームのサイズが巨大でない場合）処理も高速ですので、参考として投稿しておきます。

df = pd.concat({1: df}, axis=1)

Comments

[tetsuk]

目から鱗です。大変参考になりました。ありがとうございます。

Answer 2

以下のようにします。

>>> print(df)
    A           B
    a   b   c   a   b   c
0   0   1   2   3   4   5
1   6   7   8   9  10  11
2  12  13  14  15  16  17
3  18  19  20  21  22  23
>>> df.columns = pd.Index([(1, *x) for x in df.columns])
>>> print(df)
    1
    A           B
    a   b   c   a   b   c
0   0   1   2   3   4   5
1   6   7   8   9  10  11
2  12  13  14  15  16  17
3  18  19  20  21  22  23

Comments

[tetsuk]

できました！ありがとうございました！！