Python - [Pandas / Lists / Numpy?] 随机选择食谱以创建具有营养范围的菜单

Question

我尝试为自己创建一个简单的脚本，其中我有一个包含我自己食谱的数据库并生成一周的日菜单。这是一个示例数据库：

recipe_data = {'Recipe': ['Macaroni', 'Mashed_potato', 'Risotto', 'Sandwich', 'Tuna_salad', 'Pancakes', 'Overnight_oats'],
        'Recipe_type': ['Dinner', 'Dinner', 'Dinner',  'Lunch', 'Lunch', 'Breakfast', 'Breakfast'],
        'Protein': [50, 40, 30, 20, 20, 10, 10],
        'Carbohydrates': [100, 80, 60, 50, 40, 30, 20]}

df = pd.DataFrame(recipe_data)

           Recipe Recipe_type  Protein  Carbohydrates
0        Macaroni      Dinner       50            100
1   Mashed_potato      Dinner       40             80
2         Risotto      Dinner       30             60
3        Sandwich       Lunch       20             40
4      Tuna_salad       Lunch       20             40
5        Pancakes   Breakfast       10             20
6  Overnight_oats   Breakfast       10             20

我想创建一个函数，我可以说：生成一个随机菜单 [早餐、午餐和晚餐组合]，蛋白质组合总和在 65 - 85 之间，碳水化合物组合总和在：135 - 165 之间。在这个例子中会生成一个类似的选项：

           Recipe Recipe_type  Protein  Carbohydrates
0        Macaroni      Dinner       50            100
3        Sandwich       Lunch       20             40
5        Pancakes   Breakfast       10             20

我对 python 很陌生，我看到了一些看起来像我的问题但找不到解决方法的答案。因此，非常欢迎任何帮助。到目前为止，我只得到了这个：

print(df.groupby(['Recipe_type'])['Protein'].apply(np.random.choice).reset_index())
  Recipe_type  Protein
0   Breakfast       10
1      Dinner       30
2       Lunch       20

（所以显然这并没有打印所有列，也没有考虑任何营养总和..）

很可能我实际上应该使用列表或字典，所以这些建议也可以帮助我很多:)

Answer 1

一种方法是交叉合并和过滤：

df['dummy'] =1

(df[df.Recipe_type=='Breakfast']                     # all breakfast recipes
    .merge(df[df.Recipe_type=='Lunch'], on='dummy')  # cross merge with lunch
    .merge(df[df.Recipe_type=='Dinner'], on='dummy') # cross merge with dinner
    .assign(Total_Protein=lambda x: x.filter(like='Protein').sum(1))  # calculate total protein
    .assign(Total_Carbonhydrates=lambda x:x.filter(like='Carbohydrates').sum(1)) # calculate total carbonhydrates
    .query('65<=Total_Protein<=85 & 135<=Total_Carbonhydrates<=165')  # filter with given criteria
)

您会得到一个数据框，其中Recipe_x, Recipe_y, Recipe 代表所需总数为Protein 和Carbonhydrates 的膳食。