hyb
2025-12-30 5e753a15ff53faab2261a53367e44d38caf87041
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008
1009
1010
1011
1012
1013
1014
1015
1016
1017
1018
1019
1020
1021
1022
1023
1024
1025
1026
1027
1028
1029
1030
1031
1032
1033
1034
1035
1036
1037
1038
1039
1040
1041
1042
1043
1044
1045
1046
1047
1048
1049
1050
1051
1052
1053
1054
1055
1056
1057
1058
1059
1060
1061
1062
1063
1064
1065
1066
1067
1068
1069
1070
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082
1083
1084
1085
1086
1087
1088
1089
1090
1091
1092
1093
1094
1095
1096
1097
1098
1099
1100
1101
1102
1103
1104
1105
1106
1107
1108
1109
1110
1111
1112
1113
1114
1115
1116
1117
1118
1119
1120
1121
1122
1123
1124
1125
1126
1127
1128
1129
1130
1131
1132
1133
1134
1135
1136
1137
1138
1139
1140
1141
1142
1143
1144
1145
1146
1147
1148
1149
1150
1151
1152
1153
1154
1155
1156
1157
1158
1159
1160
1161
1162
1163
1164
1165
1166
1167
1168
1169
1170
1171
1172
1173
1174
1175
1176
1177
1178
1179
1180
1181
1182
1183
1184
1185
1186
1187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
1195
1196
1197
1198
1199
1200
1201
1202
1203
1204
1205
1206
1207
1208
1209
1210
1211
1212
1213
1214
1215
1216
1217
1218
1219
1220
1221
1222
1223
1224
1225
1226
1227
1228
1229
1230
1231
1232
1233
1234
1235
1236
1237
1238
1239
1240
1241
1242
1243
1244
1245
1246
1247
1248
1249
1250
1251
1252
1253
1254
1255
1256
1257
1258
1259
1260
1261
1262
1263
1264
1265
1266
1267
1268
1269
1270
1271
1272
1273
1274
1275
1276
1277
1278
1279
1280
1281
1282
1283
1284
1285
1286
1287
1288
1289
1290
1291
1292
1293
1294
1295
1296
1297
1298
1299
1300
1301
1302
1303
1304
1305
1306
1307
1308
1309
1310
1311
1312
1313
1314
1315
1316
1317
1318
1319
1320
1321
1322
1323
1324
1325
1326
1327
1328
1329
1330
1331
1332
1333
1334
1335
1336
1337
1338
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1345
1346
1347
1348
1349
1350
1351
1352
1353
1354
1355
1356
1357
1358
1359
1360
1361
1362
1363
1364
1365
1366
1367
1368
1369
1370
1371
1372
1373
1374
1375
1376
1377
1378
1379
1380
1381
1382
1383
1384
1385
1386
1387
1388
1389
1390
1391
1392
1393
1394
1395
1396
1397
1398
1399
1400
1401
1402
1403
1404
1405
1406
1407
1408
1409
1410
1411
1412
1413
1414
1415
1416
1417
1418
1419
1420
1421
1422
1423
1424
1425
1426
1427
1428
1429
1430
1431
1432
1433
1434
1435
1436
1437
1438
1439
1440
1441
1442
1443
1444
1445
1446
1447
1448
1449
1450
1451
1452
1453
1454
1455
1456
1457
1458
1459
1460
1461
1462
1463
1464
1465
1466
1467
1468
1469
1470
1471
1472
1473
1474
1475
1476
1477
1478
1479
1480
1481
1482
1483
1484
1485
1486
1487
1488
1489
1490
1491
1492
1493
1494
1495
1496
1497
1498
1499
1500
1501
1502
1503
1504
1505
1506
1507
1508
1509
1510
1511
1512
1513
1514
1515
1516
1517
1518
1519
1520
1521
1522
1523
1524
1525
1526
1527
1528
1529
1530
1531
1532
1533
1534
1535
1536
1537
1538
1539
1540
1541
1542
1543
1544
1545
1546
1547
1548
1549
1550
1551
1552
1553
1554
1555
1556
1557
1558
1559
1560
1561
1562
1563
1564
1565
1566
1567
1568
1569
1570
1571
1572
1573
1574
1575
1576
1577
1578
1579
1580
1581
1582
1583
1584
1585
1586
1587
1588
1589
1590
1591
1592
1593
1594
1595
1596
1597
1598
1599
1600
1601
1602
1603
1604
1605
1606
1607
1608
1609
1610
1611
1612
1613
1614
1615
1616
1617
1618
1619
1620
1621
1622
1623
1624
1625
1626
1627
1628
1629
1630
1631
1632
1633
1634
1635
1636
1637
1638
1639
1640
1641
1642
1643
1644
1645
1646
1647
1648
1649
1650
1651
1652
1653
1654
1655
1656
1657
1658
1659
1660
1661
1662
1663
1664
1665
1666
1667
1668
1669
1670
1671
1672
1673
1674
1675
1676
1677
1678
1679
1680
1681
1682
1683
1684
1685
1686
1687
1688
1689
1690
1691
1692
1693
1694
1695
1696
1697
1698
1699
1700
1701
1702
1703
1704
1705
1706
1707
1708
1709
1710
1711
1712
1713
1714
1715
1716
1717
1718
1719
1720
1721
1722
1723
1724
1725
1726
1727
1728
1729
1730
1731
1732
1733
1734
1735
1736
1737
1738
1739
1740
1741
1742
1743
1744
1745
1746
1747
1748
1749
1750
1751
1752
1753
1754
1755
1756
1757
1758
1759
1760
1761
1762
1763
1764
1765
1766
1767
1768
1769
1770
1771
1772
1773
1774
1775
1776
1777
1778
1779
1780
1781
1782
1783
1784
1785
1786
1787
1788
1789
1790
1791
1792
1793
1794
1795
1796
1797
1798
1799
1800
1801
1802
1803
1804
1805
1806
1807
1808
1809
1810
1811
1812
1813
1814
1815
1816
1817
1818
1819
1820
1821
1822
1823
1824
1825
1826
1827
1828
1829
1830
1831
1832
1833
1834
1835
1836
1837
1838
1839
1840
1841
1842
1843
1844
1845
1846
1847
1848
1849
1850
1851
1852
1853
1854
1855
1856
1857
1858
1859
1860
1861
1862
1863
1864
1865
1866
1867
1868
1869
1870
1871
1872
1873
1874
1875
1876
1877
1878
1879
1880
1881
1882
1883
1884
1885
1886
1887
1888
1889
1890
1891
1892
1893
1894
1895
1896
1897
1898
1899
1900
1901
1902
1903
1904
1905
1906
1907
1908
1909
1910
1911
1912
1913
1914
1915
1916
1917
1918
1919
1920
1921
1922
1923
1924
1925
1926
1927
1928
1929
1930
1931
1932
1933
1934
1935
1936
1937
1938
1939
1940
1941
1942
1943
1944
1945
1946
1947
1948
1949
1950
1951
1952
1953
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029
2030
2031
2032
2033
2034
2035
2036
2037
2038
2039
2040
2041
2042
2043
2044
2045
2046
2047
2048
2049
2050
2051
2052
2053
2054
2055
2056
2057
2058
2059
2060
2061
2062
2063
2064
2065
2066
2067
2068
2069
2070
2071
2072
2073
2074
2075
2076
2077
2078
2079
2080
2081
2082
2083
2084
2085
2086
2087
2088
2089
2090
2091
2092
2093
2094
2095
2096
2097
2098
2099
2100
2101
2102
2103
2104
2105
2106
2107
2108
2109
2110
2111
2112
2113
2114
2115
2116
2117
2118
2119
2120
2121
2122
2123
2124
2125
2126
2127
2128
2129
2130
2131
2132
2133
2134
2135
2136
2137
2138
2139
2140
2141
2142
2143
2144
2145
2146
2147
2148
2149
2150
2151
2152
2153
2154
2155
2156
2157
2158
2159
2160
2161
2162
2163
2164
2165
2166
2167
2168
2169
2170
2171
2172
2173
2174
2175
2176
2177
2178
2179
2180
2181
2182
2183
2184
2185
2186
2187
2188
2189
2190
2191
2192
2193
2194
2195
2196
2197
2198
2199
2200
2201
2202
2203
2204
2205
2206
2207
2208
2209
2210
2211
2212
2213
2214
2215
2216
2217
2218
2219
2220
2221
2222
2223
2224
2225
2226
2227
2228
2229
2230
2231
2232
2233
2234
2235
2236
2237
2238
2239
2240
2241
2242
2243
2244
2245
2246
2247
2248
2249
2250
2251
2252
2253
2254
2255
2256
2257
2258
2259
2260
2261
2262
2263
2264
2265
2266
2267
2268
2269
2270
2271
2272
2273
2274
2275
2276
2277
2278
2279
2280
2281
2282
2283
2284
2285
2286
2287
2288
2289
2290
2291
2292
2293
2294
2295
2296
2297
2298
2299
2300
2301
2302
2303
2304
2305
2306
2307
2308
2309
2310
2311
2312
2313
2314
2315
2316
2317
2318
2319
2320
2321
2322
2323
2324
2325
2326
2327
2328
2329
2330
2331
2332
2333
2334
2335
2336
2337
2338
2339
2340
2341
2342
2343
2344
2345
2346
2347
2348
2349
2350
2351
2352
2353
2354
2355
2356
2357
2358
2359
2360
2361
2362
2363
2364
2365
2366
2367
2368
2369
2370
2371
2372
2373
2374
2375
2376
2377
2378
2379
2380
2381
2382
2383
2384
2385
2386
2387
2388
2389
2390
2391
2392
2393
2394
2395
2396
2397
2398
2399
2400
2401
2402
2403
2404
2405
2406
2407
2408
2409
2410
2411
2412
2413
2414
2415
2416
2417
2418
2419
2420
2421
2422
2423
2424
2425
2426
2427
2428
2429
2430
2431
2432
2433
2434
2435
2436
2437
2438
2439
2440
2441
2442
2443
2444
2445
2446
2447
2448
2449
2450
2451
2452
2453
2454
2455
2456
2457
2458
2459
2460
2461
2462
2463
2464
2465
2466
2467
2468
2469
2470
2471
2472
2473
2474
2475
2476
2477
2478
2479
2480
2481
2482
2483
2484
2485
2486
2487
2488
2489
2490
2491
2492
2493
2494
2495
2496
2497
2498
2499
2500
2501
2502
2503
2504
2505
2506
2507
2508
2509
2510
2511
2512
2513
2514
2515
2516
2517
2518
2519
2520
2521
2522
2523
2524
2525
2526
2527
2528
2529
2530
2531
2532
2533
2534
2535
2536
2537
2538
2539
2540
2541
2542
2543
2544
2545
2546
2547
2548
2549
2550
2551
2552
2553
2554
2555
2556
2557
2558
2559
2560
2561
2562
2563
2564
2565
2566
2567
2568
2569
2570
2571
2572
2573
2574
2575
2576
2577
2578
2579
2580
2581
2582
2583
2584
2585
2586
2587
2588
2589
2590
2591
2592
2593
2594
2595
2596
2597
2598
2599
2600
2601
2602
2603
2604
2605
2606
2607
2608
2609
2610
2611
2612
2613
2614
2615
2616
2617
2618
2619
2620
2621
2622
2623
2624
2625
2626
2627
2628
2629
2630
2631
2632
2633
2634
2635
2636
2637
2638
2639
2640
2641
2642
2643
2644
2645
2646
2647
2648
2649
2650
2651
2652
2653
2654
2655
2656
2657
2658
2659
2660
2661
2662
2663
2664
2665
2666
2667
2668
2669
2670
2671
2672
2673
2674
2675
2676
2677
2678
2679
2680
2681
2682
2683
2684
2685
2686
2687
2688
2689
2690
2691
2692
2693
2694
2695
2696
2697
2698
2699
2700
2701
2702
2703
2704
2705
2706
2707
2708
2709
2710
2711
2712
2713
2714
2715
2716
2717
2718
2719
2720
2721
2722
2723
2724
2725
2726
2727
2728
2729
2730
2731
2732
2733
2734
2735
2736
2737
2738
2739
2740
2741
2742
2743
2744
2745
2746
2747
2748
2749
2750
2751
2752
2753
2754
2755
2756
2757
2758
2759
2760
2761
2762
2763
2764
2765
2766
2767
2768
2769
2770
2771
2772
2773
2774
2775
2776
2777
2778
2779
2780
2781
2782
2783
2784
2785
2786
2787
2788
2789
2790
2791
2792
2793
2794
2795
2796
2797
2798
2799
2800
2801
2802
2803
2804
2805
2806
2807
2808
2809
2810
2811
2812
2813
2814
2815
2816
2817
2818
2819
2820
2821
2822
2823
2824
2825
2826
2827
2828
2829
2830
2831
2832
2833
2834
2835
2836
2837
2838
2839
2840
2841
2842
2843
2844
2845
2846
2847
2848
2849
2850
2851
2852
2853
2854
2855
2856
2857
2858
2859
2860
2861
2862
2863
2864
2865
2866
2867
2868
2869
2870
2871
2872
2873
2874
2875
2876
2877
2878
2879
2880
2881
2882
2883
2884
2885
2886
2887
2888
2889
2890
2891
2892
2893
2894
2895
2896
2897
2898
2899
2900
2901
2902
2903
2904
2905
2906
2907
2908
2909
2910
2911
2912
2913
2914
2915
2916
2917
2918
2919
2920
2921
2922
2923
2924
2925
2926
2927
2928
2929
2930
2931
2932
2933
2934
2935
2936
2937
2938
2939
2940
2941
2942
2943
2944
2945
2946
2947
2948
2949
2950
2951
2952
2953
2954
2955
2956
2957
2958
2959
2960
2961
2962
2963
2964
2965
2966
2967
2968
2969
2970
2971
2972
2973
2974
2975
2976
2977
2978
2979
2980
2981
2982
2983
2984
2985
2986
2987
2988
2989
2990
2991
2992
2993
2994
2995
2996
2997
2998
2999
3000
3001
3002
3003
3004
3005
3006
3007
3008
3009
3010
3011
3012
3013
3014
3015
3016
3017
3018
3019
3020
3021
3022
3023
3024
3025
3026
3027
3028
3029
3030
3031
3032
3033
3034
3035
3036
3037
3038
3039
3040
3041
3042
3043
3044
3045
3046
3047
3048
3049
3050
3051
3052
3053
3054
3055
3056
3057
3058
3059
3060
3061
3062
3063
3064
3065
3066
3067
3068
3069
3070
3071
3072
3073
3074
3075
3076
3077
3078
3079
3080
3081
3082
3083
3084
3085
3086
3087
3088
3089
3090
3091
3092
3093
3094
3095
3096
3097
3098
3099
3100
3101
3102
3103
3104
3105
3106
3107
3108
3109
3110
3111
3112
3113
3114
3115
3116
3117
3118
3119
3120
3121
3122
3123
3124
3125
3126
3127
3128
3129
3130
3131
3132
3133
3134
3135
3136
3137
3138
3139
3140
3141
3142
3143
3144
3145
3146
3147
3148
3149
3150
3151
3152
3153
3154
3155
3156
3157
3158
3159
3160
3161
3162
3163
3164
3165
3166
3167
3168
3169
3170
3171
3172
3173
3174
3175
3176
3177
3178
3179
3180
3181
3182
3183
3184
3185
3186
3187
3188
3189
3190
3191
3192
3193
3194
3195
3196
3197
3198
3199
3200
3201
3202
3203
3204
3205
3206
3207
3208
3209
3210
3211
3212
3213
3214
3215
3216
3217
3218
3219
3220
3221
3222
3223
3224
3225
3226
3227
3228
3229
3230
3231
3232
3233
3234
3235
3236
3237
3238
3239
3240
3241
3242
3243
3244
3245
3246
3247
3248
3249
3250
3251
3252
3253
3254
3255
3256
3257
3258
3259
3260
3261
3262
3263
3264
3265
3266
3267
3268
3269
3270
3271
3272
3273
3274
3275
3276
3277
3278
3279
3280
3281
3282
3283
3284
3285
3286
3287
3288
3289
3290
3291
3292
3293
3294
3295
3296
3297
3298
3299
3300
3301
3302
3303
3304
3305
3306
3307
3308
3309
3310
3311
3312
3313
3314
3315
3316
3317
3318
3319
3320
3321
3322
3323
3324
3325
3326
3327
3328
3329
3330
3331
3332
3333
3334
3335
3336
3337
3338
3339
3340
3341
3342
3343
3344
3345
3346
3347
3348
3349
3350
3351
3352
3353
3354
3355
3356
3357
3358
3359
3360
3361
3362
3363
3364
3365
3366
3367
3368
3369
3370
3371
3372
3373
3374
3375
3376
3377
3378
3379
3380
3381
3382
3383
3384
3385
3386
3387
3388
3389
3390
3391
3392
3393
3394
3395
3396
3397
3398
3399
3400
3401
3402
3403
3404
3405
3406
3407
3408
3409
3410
3411
3412
3413
3414
3415
3416
3417
3418
3419
3420
3421
3422
3423
3424
3425
3426
3427
3428
3429
3430
3431
3432
3433
3434
3435
3436
3437
3438
3439
3440
3441
3442
3443
3444
3445
3446
3447
3448
3449
3450
3451
3452
3453
3454
3455
3456
3457
3458
3459
3460
3461
3462
3463
3464
3465
3466
3467
3468
3469
3470
3471
3472
3473
3474
3475
3476
3477
3478
3479
3480
3481
3482
3483
3484
3485
3486
3487
3488
3489
3490
3491
3492
3493
3494
3495
3496
3497
3498
3499
3500
3501
3502
3503
3504
3505
3506
3507
3508
3509
3510
3511
3512
3513
3514
3515
3516
3517
3518
3519
3520
3521
3522
3523
3524
3525
3526
3527
3528
3529
3530
3531
3532
3533
3534
3535
3536
3537
3538
3539
3540
3541
3542
3543
3544
3545
3546
3547
3548
3549
3550
3551
3552
3553
3554
3555
3556
3557
3558
3559
3560
3561
3562
3563
3564
3565
3566
3567
3568
3569
3570
3571
3572
3573
3574
3575
3576
3577
3578
3579
3580
3581
3582
3583
3584
3585
3586
3587
3588
3589
3590
3591
3592
3593
3594
3595
3596
3597
3598
3599
3600
3601
3602
3603
3604
3605
3606
3607
3608
3609
3610
3611
3612
3613
3614
3615
3616
3617
3618
3619
3620
3621
3622
3623
3624
3625
3626
3627
3628
3629
3630
3631
3632
3633
3634
3635
3636
3637
3638
3639
3640
3641
3642
3643
3644
3645
3646
3647
3648
3649
3650
3651
3652
3653
3654
3655
3656
3657
3658
3659
3660
3661
3662
3663
3664
3665
3666
3667
3668
3669
3670
3671
3672
3673
3674
3675
3676
3677
3678
3679
3680
3681
3682
3683
3684
3685
3686
3687
3688
3689
3690
3691
3692
3693
3694
3695
3696
3697
3698
3699
3700
3701
3702
3703
3704
3705
3706
3707
3708
3709
3710
3711
3712
3713
3714
3715
3716
3717
3718
3719
3720
3721
3722
3723
3724
3725
3726
3727
3728
3729
3730
3731
3732
3733
3734
3735
3736
3737
3738
3739
3740
3741
3742
3743
3744
3745
3746
3747
3748
3749
3750
3751
3752
3753
3754
3755
3756
3757
3758
3759
3760
3761
3762
3763
3764
3765
3766
3767
3768
3769
3770
3771
3772
3773
3774
3775
3776
3777
3778
3779
3780
3781
3782
3783
3784
3785
3786
3787
3788
3789
3790
3791
3792
3793
3794
3795
3796
3797
3798
3799
3800
3801
3802
3803
3804
3805
3806
3807
3808
3809
3810
3811
3812
3813
3814
3815
3816
3817
3818
3819
3820
3821
3822
3823
3824
3825
3826
3827
3828
3829
3830
3831
3832
3833
3834
3835
3836
3837
3838
3839
3840
3841
3842
3843
3844
3845
3846
3847
3848
3849
3850
3851
3852
3853
3854
3855
3856
3857
3858
3859
3860
3861
3862
3863
3864
3865
3866
3867
3868
3869
3870
3871
3872
3873
3874
3875
3876
3877
3878
3879
3880
3881
3882
3883
3884
3885
3886
3887
3888
3889
3890
3891
3892
3893
3894
3895
3896
3897
3898
3899
3900
3901
3902
3903
3904
3905
3906
3907
3908
3909
3910
3911
3912
3913
3914
3915
3916
3917
3918
3919
3920
3921
3922
3923
3924
3925
3926
3927
3928
3929
3930
3931
3932
3933
3934
3935
3936
3937
3938
3939
3940
3941
3942
3943
3944
3945
3946
3947
3948
3949
3950
3951
3952
3953
3954
3955
3956
3957
3958
3959
3960
3961
3962
3963
3964
3965
3966
3967
3968
3969
3970
3971
3972
3973
3974
3975
3976
3977
3978
3979
3980
3981
3982
3983
3984
3985
3986
3987
3988
3989
3990
3991
3992
3993
3994
3995
3996
3997
3998
3999
4000
4001
4002
4003
4004
4005
4006
4007
4008
4009
4010
4011
4012
4013
4014
4015
4016
4017
4018
4019
4020
4021
4022
4023
4024
4025
4026
4027
4028
4029
4030
4031
4032
4033
4034
4035
4036
4037
4038
4039
4040
4041
4042
4043
4044
4045
4046
4047
4048
4049
4050
4051
4052
4053
4054
4055
4056
4057
4058
4059
4060
4061
4062
4063
4064
4065
4066
4067
4068
4069
4070
4071
4072
4073
4074
4075
4076
4077
4078
4079
4080
4081
4082
4083
4084
4085
4086
4087
4088
4089
4090
4091
4092
4093
4094
4095
4096
4097
4098
4099
4100
4101
4102
4103
4104
4105
4106
4107
4108
4109
4110
4111
4112
4113
4114
4115
4116
4117
4118
4119
4120
4121
4122
4123
4124
4125
4126
4127
4128
4129
4130
4131
4132
4133
4134
4135
4136
4137
4138
4139
4140
4141
4142
4143
4144
4145
4146
4147
4148
4149
4150
4151
4152
4153
4154
4155
4156
4157
4158
4159
4160
4161
4162
4163
4164
4165
4166
4167
4168
4169
4170
4171
4172
4173
4174
4175
4176
4177
4178
4179
4180
4181
4182
4183
4184
4185
4186
4187
4188
4189
4190
4191
4192
4193
4194
4195
4196
4197
4198
4199
4200
4201
4202
4203
4204
4205
4206
4207
4208
4209
4210
4211
4212
4213
4214
4215
4216
4217
4218
4219
4220
4221
4222
4223
4224
4225
4226
4227
4228
4229
4230
4231
4232
4233
4234
4235
4236
4237
4238
4239
4240
4241
4242
4243
4244
4245
4246
4247
4248
4249
4250
4251
4252
4253
4254
4255
4256
4257
4258
4259
4260
4261
4262
4263
4264
4265
4266
4267
4268
4269
4270
4271
4272
4273
4274
4275
4276
4277
4278
4279
4280
4281
4282
4283
4284
4285
4286
4287
4288
4289
4290
4291
4292
4293
4294
4295
4296
4297
4298
4299
4300
4301
4302
4303
4304
4305
4306
4307
4308
4309
4310
4311
4312
4313
4314
4315
4316
4317
4318
4319
4320
4321
4322
4323
4324
4325
4326
4327
4328
4329
4330
4331
4332
4333
4334
4335
4336
4337
4338
4339
4340
4341
4342
4343
4344
4345
4346
4347
4348
4349
4350
4351
4352
4353
4354
4355
4356
4357
4358
4359
4360
4361
4362
4363
4364
4365
4366
4367
4368
4369
4370
4371
4372
4373
4374
4375
4376
4377
4378
4379
4380
4381
4382
4383
4384
4385
4386
4387
4388
4389
4390
4391
4392
4393
4394
4395
4396
4397
4398
4399
4400
4401
4402
4403
4404
4405
4406
4407
4408
4409
4410
4411
4412
4413
4414
4415
4416
4417
4418
4419
4420
4421
4422
4423
4424
4425
4426
4427
4428
4429
4430
4431
4432
4433
4434
4435
4436
4437
4438
4439
4440
4441
4442
4443
4444
4445
4446
4447
4448
4449
4450
4451
4452
4453
4454
4455
4456
4457
4458
4459
4460
4461
4462
4463
4464
4465
4466
4467
4468
4469
4470
4471
4472
4473
4474
4475
4476
4477
4478
4479
4480
4481
4482
4483
4484
4485
4486
4487
4488
4489
4490
4491
4492
4493
4494
4495
4496
4497
4498
4499
4500
4501
4502
4503
4504
4505
4506
4507
4508
4509
4510
4511
4512
4513
4514
4515
4516
4517
4518
4519
4520
4521
4522
4523
4524
4525
4526
4527
4528
4529
4530
4531
4532
4533
4534
4535
4536
4537
4538
4539
4540
4541
4542
4543
4544
4545
4546
4547
4548
4549
4550
4551
4552
4553
4554
4555
4556
4557
4558
4559
4560
4561
4562
4563
4564
4565
4566
4567
4568
4569
4570
4571
4572
4573
4574
4575
4576
4577
4578
4579
4580
4581
4582
4583
4584
4585
4586
4587
4588
4589
4590
4591
4592
4593
4594
4595
4596
4597
4598
4599
4600
4601
4602
4603
4604
4605
4606
4607
4608
4609
4610
4611
4612
4613
4614
4615
4616
4617
4618
4619
4620
4621
4622
4623
4624
4625
4626
4627
4628
4629
4630
4631
4632
4633
4634
4635
4636
4637
4638
4639
4640
4641
4642
4643
4644
4645
4646
4647
4648
4649
4650
4651
4652
4653
4654
4655
4656
4657
4658
4659
4660
4661
4662
4663
4664
4665
4666
4667
4668
4669
4670
4671
4672
4673
4674
4675
4676
4677
4678
4679
4680
4681
4682
4683
4684
4685
4686
4687
4688
4689
4690
4691
4692
4693
4694
4695
4696
4697
4698
4699
4700
4701
4702
4703
4704
4705
4706
4707
4708
4709
4710
4711
4712
4713
4714
4715
4716
4717
4718
4719
4720
4721
4722
4723
4724
4725
4726
4727
4728
4729
4730
4731
4732
4733
4734
4735
4736
4737
4738
4739
4740
4741
4742
4743
4744
4745
4746
4747
4748
4749
4750
4751
4752
4753
4754
4755
4756
4757
4758
4759
4760
4761
4762
4763
4764
4765
4766
4767
4768
4769
4770
4771
4772
4773
4774
4775
4776
4777
4778
4779
4780
4781
4782
4783
4784
4785
4786
4787
4788
4789
4790
4791
4792
4793
4794
4795
4796
4797
4798
4799
4800
4801
4802
4803
4804
4805
4806
4807
4808
4809
4810
4811
4812
4813
4814
4815
4816
4817
4818
4819
4820
4821
4822
4823
4824
4825
4826
4827
4828
4829
4830
4831
4832
4833
4834
4835
4836
4837
4838
4839
4840
4841
4842
4843
4844
4845
4846
4847
4848
4849
4850
4851
4852
4853
4854
4855
4856
4857
4858
4859
4860
4861
4862
4863
4864
4865
4866
4867
4868
4869
4870
4871
4872
4873
4874
4875
4876
4877
4878
4879
4880
4881
4882
4883
4884
4885
4886
4887
4888
4889
4890
4891
4892
4893
4894
4895
4896
4897
4898
4899
4900
4901
4902
4903
4904
4905
4906
4907
4908
4909
4910
4911
4912
4913
4914
4915
4916
4917
4918
4919
4920
4921
4922
4923
4924
4925
4926
4927
4928
4929
4930
4931
4932
4933
4934
4935
4936
4937
4938
4939
4940
4941
4942
4943
4944
4945
4946
4947
4948
4949
4950
4951
4952
4953
4954
4955
4956
4957
4958
4959
4960
4961
4962
4963
4964
4965
4966
4967
4968
4969
4970
4971
4972
4973
4974
4975
4976
4977
4978
4979
4980
4981
4982
4983
4984
4985
4986
4987
4988
4989
4990
4991
4992
4993
4994
4995
4996
4997
4998
4999
5000
5001
5002
5003
5004
5005
5006
5007
5008
5009
5010
5011
5012
5013
5014
5015
5016
5017
5018
5019
5020
5021
5022
5023
5024
5025
5026
5027
5028
5029
5030
5031
5032
5033
5034
5035
5036
5037
5038
5039
5040
5041
5042
5043
5044
5045
5046
5047
5048
5049
5050
5051
5052
5053
5054
5055
5056
5057
5058
5059
5060
5061
5062
5063
5064
5065
5066
5067
5068
5069
5070
5071
5072
5073
5074
5075
5076
5077
5078
5079
5080
5081
5082
5083
5084
5085
5086
5087
5088
5089
5090
5091
5092
5093
5094
5095
5096
5097
5098
5099
5100
5101
5102
5103
5104
5105
5106
5107
5108
5109
5110
5111
5112
5113
5114
5115
5116
5117
5118
5119
5120
5121
5122
5123
5124
5125
5126
5127
5128
5129
5130
5131
5132
5133
5134
5135
5136
5137
5138
5139
5140
5141
5142
5143
5144
5145
5146
5147
5148
5149
5150
5151
5152
5153
5154
5155
5156
5157
5158
5159
5160
5161
5162
5163
5164
5165
5166
5167
5168
5169
5170
5171
5172
5173
5174
5175
5176
5177
5178
5179
5180
5181
5182
5183
5184
5185
5186
5187
5188
5189
5190
5191
5192
5193
5194
5195
5196
5197
5198
5199
5200
5201
5202
5203
5204
5205
5206
5207
5208
5209
5210
5211
5212
5213
5214
5215
5216
5217
5218
5219
5220
5221
5222
5223
5224
5225
5226
5227
5228
5229
5230
5231
5232
5233
5234
5235
5236
5237
5238
5239
5240
5241
5242
5243
5244
5245
5246
5247
5248
5249
5250
5251
5252
5253
5254
5255
5256
5257
5258
5259
5260
5261
5262
5263
5264
5265
5266
5267
5268
5269
5270
5271
5272
5273
5274
5275
5276
5277
5278
5279
5280
5281
5282
5283
5284
5285
5286
5287
5288
5289
5290
5291
5292
5293
5294
5295
5296
5297
5298
5299
5300
5301
5302
5303
5304
5305
5306
5307
5308
5309
5310
5311
5312
5313
5314
5315
5316
5317
5318
5319
5320
5321
5322
5323
5324
5325
5326
5327
5328
5329
5330
5331
5332
5333
5334
5335
5336
5337
5338
5339
5340
5341
5342
5343
5344
5345
5346
5347
5348
5349
5350
5351
5352
5353
5354
5355
5356
5357
5358
5359
5360
5361
5362
5363
5364
5365
5366
5367
5368
5369
5370
5371
5372
5373
5374
5375
5376
5377
5378
5379
5380
5381
5382
5383
5384
5385
5386
5387
5388
5389
5390
5391
5392
5393
5394
5395
5396
5397
5398
5399
5400
5401
5402
5403
5404
5405
5406
5407
5408
5409
5410
5411
5412
5413
5414
5415
5416
5417
5418
5419
5420
5421
5422
5423
5424
5425
5426
5427
5428
5429
5430
5431
5432
5433
5434
5435
5436
5437
5438
5439
5440
5441
5442
5443
5444
5445
5446
5447
5448
5449
5450
5451
5452
5453
5454
5455
5456
5457
5458
5459
5460
5461
5462
5463
5464
5465
5466
5467
5468
5469
5470
5471
5472
5473
5474
5475
5476
5477
5478
5479
5480
5481
5482
5483
5484
5485
5486
5487
5488
5489
5490
5491
5492
5493
5494
5495
5496
5497
5498
5499
5500
5501
5502
5503
5504
5505
5506
5507
5508
5509
5510
5511
5512
5513
5514
5515
5516
5517
5518
5519
5520
5521
5522
5523
5524
5525
5526
5527
5528
5529
5530
5531
5532
5533
5534
5535
5536
5537
5538
5539
5540
5541
5542
5543
5544
5545
5546
5547
5548
5549
5550
5551
5552
5553
5554
5555
5556
5557
5558
5559
5560
5561
5562
5563
5564
5565
5566
5567
5568
5569
5570
5571
5572
5573
5574
5575
5576
5577
5578
5579
5580
5581
5582
5583
5584
5585
5586
5587
5588
5589
5590
5591
5592
5593
5594
5595
5596
5597
5598
5599
5600
5601
5602
5603
5604
5605
5606
5607
5608
5609
5610
5611
5612
5613
5614
5615
5616
5617
5618
5619
5620
5621
5622
5623
5624
5625
5626
5627
5628
5629
5630
5631
5632
5633
5634
5635
5636
5637
5638
5639
5640
5641
5642
5643
5644
5645
5646
5647
5648
5649
5650
5651
5652
5653
5654
5655
5656
5657
5658
5659
5660
5661
5662
5663
5664
5665
5666
5667
5668
5669
5670
5671
5672
5673
5674
5675
5676
5677
5678
5679
5680
5681
5682
5683
5684
5685
5686
5687
5688
5689
5690
5691
5692
5693
5694
5695
5696
5697
5698
5699
5700
5701
5702
5703
5704
5705
5706
5707
5708
5709
5710
5711
5712
5713
5714
5715
5716
5717
5718
5719
5720
5721
5722
5723
5724
5725
5726
5727
5728
5729
5730
5731
5732
5733
5734
5735
5736
5737
5738
5739
5740
5741
5742
5743
5744
5745
5746
5747
5748
5749
5750
5751
5752
5753
5754
5755
5756
5757
5758
5759
5760
5761
5762
5763
5764
5765
5766
5767
5768
5769
5770
5771
5772
5773
5774
5775
5776
5777
5778
5779
5780
5781
5782
5783
5784
5785
5786
5787
5788
5789
5790
5791
5792
5793
5794
5795
5796
5797
5798
5799
5800
5801
5802
5803
5804
5805
5806
5807
5808
5809
5810
5811
5812
5813
5814
5815
5816
5817
5818
5819
5820
5821
5822
5823
5824
5825
5826
5827
5828
5829
5830
5831
5832
5833
5834
5835
5836
5837
5838
5839
5840
5841
5842
5843
5844
5845
5846
5847
5848
5849
5850
5851
5852
5853
5854
5855
5856
5857
5858
5859
5860
5861
5862
5863
5864
5865
5866
5867
5868
5869
5870
5871
5872
5873
5874
5875
5876
5877
5878
5879
5880
5881
5882
5883
5884
5885
5886
5887
5888
5889
5890
5891
5892
5893
5894
5895
5896
5897
5898
5899
5900
5901
5902
5903
5904
5905
5906
5907
5908
5909
5910
5911
5912
5913
5914
5915
5916
5917
5918
5919
5920
5921
5922
5923
5924
5925
5926
5927
5928
5929
5930
5931
5932
5933
5934
5935
5936
5937
5938
5939
5940
5941
5942
5943
5944
5945
5946
5947
5948
5949
5950
5951
5952
5953
5954
5955
5956
5957
5958
5959
5960
5961
5962
5963
5964
5965
5966
5967
5968
5969
5970
5971
5972
5973
5974
5975
5976
5977
5978
5979
5980
5981
5982
5983
5984
5985
5986
5987
5988
5989
5990
5991
5992
5993
5994
5995
5996
5997
5998
5999
6000
6001
6002
6003
6004
6005
6006
6007
6008
6009
6010
6011
6012
6013
6014
6015
6016
6017
6018
6019
6020
6021
6022
6023
6024
6025
6026
6027
6028
6029
6030
6031
6032
6033
6034
6035
6036
6037
6038
6039
6040
6041
6042
6043
6044
6045
6046
6047
6048
6049
6050
6051
6052
6053
6054
6055
6056
6057
6058
6059
6060
6061
6062
6063
6064
6065
6066
6067
6068
6069
6070
6071
6072
6073
6074
6075
6076
6077
6078
6079
6080
6081
6082
6083
6084
6085
6086
6087
6088
6089
6090
6091
6092
6093
6094
6095
6096
6097
6098
6099
6100
6101
6102
6103
6104
6105
6106
6107
6108
6109
6110
6111
6112
6113
6114
6115
6116
6117
6118
6119
6120
6121
6122
6123
6124
6125
6126
6127
6128
6129
6130
6131
6132
6133
6134
6135
6136
6137
6138
6139
6140
6141
6142
6143
6144
6145
6146
6147
6148
6149
6150
6151
6152
6153
6154
6155
6156
6157
6158
6159
6160
6161
6162
6163
6164
6165
6166
6167
6168
6169
6170
6171
6172
6173
6174
6175
6176
6177
6178
6179
6180
6181
6182
6183
6184
6185
6186
6187
6188
6189
6190
6191
6192
6193
6194
6195
6196
6197
6198
6199
6200
6201
6202
6203
6204
6205
6206
6207
6208
6209
6210
6211
6212
6213
6214
6215
6216
6217
6218
6219
6220
6221
6222
6223
6224
6225
6226
6227
6228
6229
6230
6231
6232
6233
6234
6235
6236
6237
6238
6239
6240
6241
6242
6243
6244
6245
6246
6247
6248
6249
6250
6251
6252
6253
6254
6255
6256
6257
6258
6259
6260
6261
6262
6263
6264
6265
6266
6267
6268
6269
6270
6271
6272
6273
6274
6275
6276
6277
6278
6279
6280
6281
6282
6283
6284
6285
6286
6287
6288
6289
6290
6291
6292
6293
6294
6295
6296
6297
6298
6299
6300
6301
6302
6303
6304
6305
6306
6307
6308
6309
6310
6311
6312
6313
6314
6315
6316
6317
6318
6319
6320
6321
6322
6323
6324
6325
6326
6327
6328
6329
6330
6331
6332
6333
6334
6335
6336
6337
6338
6339
6340
6341
6342
6343
6344
6345
6346
6347
6348
6349
6350
6351
6352
6353
6354
6355
6356
6357
6358
6359
6360
6361
6362
6363
6364
6365
6366
6367
6368
6369
6370
6371
6372
6373
6374
6375
6376
6377
6378
6379
6380
6381
6382
6383
6384
6385
6386
6387
6388
6389
6390
6391
6392
6393
6394
6395
6396
6397
6398
6399
6400
6401
6402
6403
6404
6405
6406
6407
6408
6409
6410
6411
6412
6413
6414
6415
6416
6417
6418
6419
6420
6421
6422
6423
6424
6425
6426
6427
6428
6429
6430
6431
6432
6433
6434
6435
6436
6437
6438
6439
6440
6441
6442
6443
6444
6445
6446
6447
6448
6449
6450
6451
6452
6453
6454
6455
6456
6457
6458
6459
6460
6461
6462
6463
6464
6465
6466
6467
6468
6469
6470
6471
6472
6473
6474
6475
6476
6477
6478
6479
6480
6481
6482
6483
6484
6485
6486
6487
6488
6489
6490
6491
6492
6493
6494
6495
6496
6497
6498
6499
6500
6501
6502
6503
6504
6505
6506
6507
6508
6509
6510
6511
6512
6513
6514
6515
6516
6517
6518
6519
6520
6521
6522
6523
6524
6525
6526
6527
6528
6529
6530
6531
6532
6533
6534
6535
6536
6537
6538
6539
6540
6541
6542
6543
6544
6545
6546
6547
6548
6549
6550
6551
6552
6553
6554
6555
6556
6557
6558
6559
6560
6561
6562
6563
6564
6565
6566
6567
6568
6569
6570
6571
6572
6573
6574
6575
6576
6577
6578
6579
6580
6581
6582
6583
6584
6585
6586
6587
6588
6589
6590
6591
6592
6593
6594
6595
6596
6597
6598
6599
6600
6601
6602
6603
6604
6605
6606
6607
6608
6609
6610
6611
6612
6613
6614
6615
6616
6617
6618
6619
6620
6621
6622
6623
6624
6625
6626
6627
6628
6629
6630
6631
6632
6633
6634
6635
6636
6637
6638
6639
6640
6641
6642
6643
6644
6645
6646
6647
6648
6649
6650
6651
6652
6653
6654
6655
6656
6657
6658
6659
6660
6661
6662
6663
6664
6665
6666
6667
6668
6669
6670
6671
6672
6673
6674
6675
6676
6677
6678
6679
6680
6681
6682
6683
6684
6685
6686
6687
6688
6689
6690
6691
6692
6693
6694
6695
6696
6697
6698
6699
6700
6701
6702
6703
6704
6705
6706
6707
6708
6709
6710
6711
6712
6713
6714
6715
6716
6717
6718
6719
6720
6721
6722
6723
6724
6725
6726
6727
6728
6729
6730
6731
6732
6733
6734
6735
6736
6737
6738
6739
6740
6741
6742
6743
6744
6745
6746
6747
6748
6749
6750
6751
6752
6753
6754
6755
6756
6757
6758
6759
6760
6761
6762
6763
6764
6765
6766
6767
6768
6769
6770
6771
6772
6773
6774
6775
6776
6777
6778
6779
6780
6781
6782
6783
6784
6785
6786
6787
6788
6789
6790
6791
6792
6793
6794
6795
6796
6797
6798
6799
6800
6801
6802
6803
6804
6805
6806
6807
6808
6809
6810
6811
6812
6813
6814
6815
6816
6817
6818
6819
6820
6821
6822
6823
6824
6825
6826
6827
6828
6829
6830
6831
6832
6833
6834
6835
6836
6837
6838
6839
6840
6841
6842
6843
6844
6845
6846
6847
6848
6849
6850
6851
6852
6853
6854
6855
6856
6857
6858
6859
6860
6861
6862
6863
6864
6865
6866
6867
6868
6869
6870
6871
6872
6873
6874
6875
6876
6877
6878
6879
6880
6881
6882
6883
6884
6885
6886
6887
6888
6889
6890
6891
6892
6893
6894
6895
6896
6897
6898
6899
6900
6901
6902
6903
6904
6905
6906
6907
6908
6909
6910
6911
6912
6913
6914
6915
6916
6917
6918
6919
6920
6921
6922
6923
6924
6925
6926
6927
6928
6929
6930
6931
6932
6933
6934
6935
6936
6937
6938
6939
6940
6941
6942
6943
6944
6945
6946
6947
6948
6949
6950
6951
6952
6953
6954
6955
6956
6957
6958
6959
6960
6961
6962
6963
6964
6965
6966
6967
6968
6969
6970
6971
6972
6973
6974
6975
6976
6977
6978
6979
6980
6981
6982
6983
6984
6985
6986
6987
6988
6989
6990
6991
6992
6993
6994
6995
6996
6997
6998
6999
7000
7001
7002
7003
7004
7005
7006
7007
7008
7009
7010
7011
7012
7013
7014
7015
7016
7017
7018
7019
7020
7021
7022
7023
7024
7025
7026
7027
7028
7029
7030
7031
7032
7033
7034
7035
7036
7037
7038
7039
7040
7041
7042
7043
7044
7045
7046
7047
7048
7049
7050
7051
7052
7053
7054
7055
7056
7057
7058
7059
7060
7061
7062
7063
7064
7065
7066
7067
7068
7069
7070
7071
7072
7073
7074
7075
7076
7077
7078
7079
7080
7081
7082
7083
7084
7085
7086
7087
7088
7089
7090
7091
7092
7093
7094
7095
7096
7097
7098
7099
7100
7101
7102
7103
7104
7105
7106
7107
7108
7109
7110
7111
7112
7113
7114
7115
7116
7117
7118
7119
7120
7121
7122
7123
7124
7125
7126
7127
7128
7129
7130
7131
7132
7133
7134
7135
7136
7137
7138
7139
7140
7141
7142
7143
7144
7145
7146
7147
7148
7149
7150
7151
7152
7153
7154
7155
7156
7157
7158
7159
7160
7161
7162
7163
7164
7165
7166
7167
7168
7169
7170
7171
7172
7173
7174
7175
7176
7177
7178
7179
7180
7181
7182
7183
7184
7185
7186
7187
7188
7189
7190
7191
7192
7193
7194
7195
7196
7197
7198
7199
7200
7201
7202
7203
7204
7205
7206
7207
7208
7209
7210
7211
7212
7213
7214
7215
7216
7217
7218
7219
7220
7221
7222
7223
7224
7225
7226
7227
7228
7229
7230
7231
7232
7233
7234
7235
7236
7237
7238
7239
7240
7241
7242
7243
7244
7245
7246
7247
7248
7249
7250
7251
7252
7253
7254
7255
7256
7257
7258
7259
7260
7261
7262
7263
7264
7265
7266
7267
7268
7269
7270
7271
7272
7273
7274
7275
7276
7277
7278
7279
7280
7281
7282
7283
7284
7285
7286
7287
7288
7289
7290
7291
7292
7293
7294
7295
7296
7297
7298
7299
7300
7301
7302
7303
7304
7305
7306
7307
7308
7309
7310
7311
7312
7313
7314
7315
7316
7317
7318
7319
7320
7321
7322
7323
7324
7325
7326
7327
7328
7329
7330
7331
7332
7333
7334
7335
7336
7337
7338
7339
7340
7341
7342
7343
7344
7345
7346
7347
7348
7349
7350
7351
7352
7353
7354
7355
7356
7357
7358
7359
7360
7361
7362
7363
7364
7365
7366
7367
7368
7369
7370
7371
7372
7373
7374
7375
7376
7377
7378
7379
7380
7381
7382
7383
7384
7385
7386
7387
7388
7389
7390
7391
7392
7393
7394
7395
7396
7397
7398
7399
7400
7401
7402
7403
7404
7405
7406
7407
7408
7409
7410
7411
7412
7413
7414
7415
7416
7417
7418
7419
7420
7421
7422
7423
7424
7425
7426
7427
7428
7429
7430
7431
7432
7433
7434
7435
7436
7437
7438
7439
7440
7441
7442
7443
7444
7445
7446
7447
7448
7449
7450
7451
7452
7453
7454
7455
7456
7457
7458
7459
7460
7461
7462
7463
7464
7465
7466
7467
7468
7469
7470
7471
7472
7473
7474
7475
7476
7477
7478
7479
7480
7481
7482
7483
7484
7485
7486
7487
7488
7489
7490
7491
7492
7493
7494
7495
7496
7497
7498
7499
7500
7501
7502
7503
7504
7505
7506
7507
7508
7509
7510
7511
7512
7513
7514
7515
7516
7517
7518
7519
7520
7521
7522
7523
7524
7525
7526
7527
7528
7529
7530
7531
7532
7533
7534
7535
7536
7537
7538
7539
7540
7541
7542
7543
7544
7545
7546
7547
7548
7549
7550
7551
7552
7553
7554
7555
7556
7557
7558
7559
7560
7561
7562
7563
7564
7565
7566
7567
7568
7569
7570
7571
7572
7573
7574
7575
7576
7577
7578
7579
7580
7581
7582
7583
7584
7585
7586
7587
7588
7589
7590
7591
7592
7593
7594
7595
7596
7597
7598
7599
7600
7601
7602
7603
7604
7605
7606
7607
7608
7609
7610
7611
7612
7613
7614
7615
7616
7617
7618
7619
7620
7621
7622
7623
7624
7625
7626
7627
7628
7629
7630
7631
7632
7633
7634
7635
7636
7637
7638
7639
7640
7641
7642
7643
7644
7645
7646
7647
7648
7649
7650
7651
7652
7653
7654
7655
7656
7657
7658
7659
7660
7661
7662
7663
7664
7665
7666
7667
7668
7669
7670
7671
7672
7673
7674
7675
7676
7677
7678
7679
7680
7681
7682
7683
7684
7685
7686
7687
7688
7689
7690
7691
7692
7693
7694
7695
7696
7697
7698
7699
7700
7701
7702
7703
7704
7705
7706
7707
7708
7709
7710
7711
7712
7713
7714
7715
7716
7717
7718
7719
7720
7721
7722
7723
7724
7725
7726
7727
7728
7729
7730
7731
7732
7733
7734
7735
7736
7737
7738
7739
7740
7741
7742
7743
7744
7745
7746
7747
7748
7749
7750
7751
7752
7753
7754
7755
7756
7757
7758
7759
7760
7761
7762
7763
7764
7765
7766
7767
7768
7769
7770
7771
7772
7773
7774
7775
7776
7777
7778
7779
7780
7781
7782
7783
7784
7785
7786
7787
7788
7789
7790
7791
7792
7793
7794
7795
7796
7797
7798
7799
7800
7801
7802
7803
7804
7805
7806
7807
7808
7809
7810
7811
7812
7813
7814
7815
7816
7817
7818
7819
7820
7821
7822
7823
7824
7825
7826
7827
7828
7829
7830
7831
7832
7833
7834
7835
7836
7837
7838
7839
7840
7841
7842
7843
7844
7845
7846
7847
7848
7849
7850
7851
7852
7853
7854
7855
7856
7857
7858
7859
7860
7861
7862
7863
7864
7865
7866
7867
7868
7869
7870
7871
7872
7873
7874
7875
7876
7877
7878
7879
7880
7881
7882
7883
7884
7885
7886
7887
7888
7889
7890
7891
7892
7893
7894
7895
7896
7897
7898
7899
7900
7901
7902
7903
7904
7905
7906
7907
7908
7909
7910
7911
7912
7913
7914
7915
7916
7917
7918
7919
7920
7921
7922
7923
7924
7925
7926
7927
7928
7929
7930
7931
7932
7933
7934
7935
7936
7937
7938
7939
7940
7941
7942
7943
7944
7945
7946
7947
7948
7949
7950
7951
7952
7953
7954
7955
7956
7957
7958
7959
7960
7961
7962
7963
7964
7965
7966
7967
7968
7969
7970
7971
7972
7973
7974
7975
7976
7977
7978
7979
7980
7981
7982
7983
7984
7985
7986
7987
7988
7989
7990
7991
7992
7993
7994
7995
7996
7997
7998
7999
8000
8001
8002
8003
8004
8005
8006
8007
8008
8009
8010
8011
8012
8013
8014
8015
8016
8017
8018
8019
8020
8021
8022
8023
8024
8025
8026
8027
8028
8029
8030
8031
8032
8033
8034
8035
8036
8037
8038
8039
8040
8041
8042
8043
8044
8045
8046
8047
8048
8049
8050
8051
8052
8053
8054
8055
8056
8057
8058
8059
8060
8061
8062
8063
8064
8065
8066
8067
8068
8069
8070
8071
8072
8073
8074
8075
8076
8077
8078
8079
8080
8081
8082
8083
8084
8085
8086
8087
8088
8089
8090
8091
8092
8093
8094
8095
8096
8097
8098
8099
8100
8101
8102
8103
8104
8105
8106
8107
8108
8109
8110
8111
8112
8113
8114
8115
8116
8117
8118
8119
8120
8121
8122
8123
8124
8125
8126
8127
8128
8129
8130
8131
8132
8133
8134
8135
8136
8137
8138
8139
8140
8141
8142
8143
8144
8145
8146
8147
8148
8149
8150
8151
8152
8153
8154
8155
8156
8157
8158
8159
8160
8161
8162
8163
8164
8165
8166
8167
8168
8169
8170
8171
8172
8173
8174
8175
8176
8177
8178
8179
8180
8181
8182
8183
8184
8185
8186
8187
8188
8189
8190
8191
8192
8193
8194
8195
8196
8197
8198
8199
8200
8201
8202
8203
8204
8205
8206
8207
8208
8209
8210
8211
8212
8213
8214
8215
8216
8217
8218
8219
8220
8221
8222
8223
8224
8225
8226
8227
8228
8229
8230
8231
8232
8233
8234
8235
8236
8237
8238
8239
8240
8241
8242
8243
8244
8245
8246
8247
8248
8249
8250
8251
8252
8253
8254
8255
8256
8257
8258
8259
8260
8261
8262
8263
8264
8265
8266
8267
8268
8269
8270
8271
8272
8273
8274
8275
8276
8277
8278
8279
8280
8281
8282
8283
8284
8285
8286
8287
8288
8289
8290
8291
8292
8293
8294
8295
8296
8297
8298
8299
8300
8301
8302
8303
8304
8305
8306
8307
8308
8309
8310
8311
8312
8313
8314
8315
8316
8317
8318
8319
8320
8321
8322
8323
8324
8325
8326
8327
8328
8329
8330
8331
8332
8333
8334
8335
8336
8337
8338
8339
8340
8341
8342
8343
8344
8345
8346
8347
8348
8349
8350
8351
8352
8353
8354
8355
8356
8357
8358
8359
8360
8361
8362
8363
8364
8365
8366
8367
8368
8369
8370
8371
8372
8373
8374
8375
8376
8377
8378
8379
8380
8381
8382
8383
8384
8385
8386
8387
8388
8389
8390
8391
8392
8393
8394
8395
8396
8397
8398
8399
8400
8401
8402
8403
8404
8405
8406
8407
8408
8409
8410
8411
8412
8413
8414
8415
8416
8417
8418
8419
8420
8421
8422
8423
8424
8425
8426
8427
8428
8429
8430
8431
8432
8433
8434
8435
8436
8437
8438
8439
8440
8441
8442
8443
8444
8445
8446
8447
8448
8449
8450
8451
8452
8453
8454
8455
8456
8457
8458
8459
8460
8461
8462
8463
8464
8465
8466
8467
8468
8469
8470
8471
8472
8473
8474
8475
8476
8477
8478
8479
8480
8481
8482
8483
8484
8485
8486
8487
8488
8489
8490
8491
8492
8493
8494
8495
8496
8497
8498
8499
8500
8501
8502
8503
8504
8505
8506
8507
8508
8509
8510
8511
8512
8513
8514
8515
8516
8517
8518
8519
8520
8521
8522
8523
8524
8525
8526
8527
8528
8529
8530
8531
8532
8533
8534
8535
8536
8537
8538
8539
8540
8541
8542
8543
8544
8545
8546
8547
8548
8549
8550
8551
8552
8553
8554
8555
8556
8557
8558
8559
8560
8561
8562
8563
8564
8565
8566
8567
8568
8569
8570
8571
8572
8573
8574
8575
8576
8577
8578
8579
8580
8581
8582
8583
8584
8585
8586
8587
8588
8589
8590
8591
8592
8593
8594
8595
8596
8597
8598
8599
8600
8601
8602
8603
8604
8605
8606
8607
8608
8609
8610
8611
8612
8613
8614
8615
8616
8617
8618
8619
8620
8621
8622
8623
8624
8625
8626
8627
8628
8629
8630
8631
8632
8633
8634
8635
8636
8637
8638
8639
8640
8641
8642
8643
8644
8645
8646
8647
8648
8649
8650
8651
8652
8653
8654
8655
8656
8657
8658
8659
8660
8661
8662
8663
8664
8665
8666
8667
8668
8669
8670
8671
8672
8673
8674
8675
8676
8677
8678
8679
8680
8681
8682
8683
8684
8685
8686
8687
8688
8689
8690
8691
8692
8693
8694
8695
8696
8697
8698
8699
8700
8701
8702
8703
8704
8705
8706
8707
8708
8709
8710
8711
8712
8713
8714
8715
8716
8717
8718
8719
8720
8721
8722
8723
8724
8725
8726
8727
8728
8729
8730
8731
8732
8733
8734
8735
8736
8737
8738
8739
8740
8741
8742
8743
8744
8745
8746
8747
8748
8749
8750
8751
8752
8753
8754
8755
8756
8757
8758
8759
8760
8761
8762
8763
8764
8765
8766
8767
8768
8769
8770
8771
8772
8773
8774
8775
8776
8777
8778
8779
8780
8781
8782
8783
8784
8785
8786
8787
8788
8789
8790
8791
8792
8793
8794
8795
8796
8797
8798
8799
8800
8801
8802
8803
8804
8805
8806
8807
8808
8809
8810
8811
8812
8813
8814
8815
8816
8817
8818
8819
8820
8821
8822
8823
8824
8825
8826
8827
8828
8829
8830
8831
8832
8833
8834
8835
8836
8837
8838
8839
8840
8841
8842
8843
8844
8845
8846
8847
8848
8849
8850
8851
8852
8853
8854
8855
8856
8857
8858
8859
8860
8861
8862
8863
8864
8865
8866
8867
8868
8869
8870
8871
8872
8873
8874
8875
8876
8877
8878
8879
8880
8881
8882
8883
8884
8885
8886
8887
8888
8889
8890
8891
8892
8893
8894
8895
8896
8897
8898
8899
8900
8901
8902
8903
8904
8905
8906
8907
8908
8909
8910
8911
8912
8913
8914
8915
8916
8917
8918
8919
8920
8921
8922
8923
8924
8925
8926
8927
8928
8929
8930
8931
8932
8933
8934
8935
8936
8937
8938
8939
8940
8941
8942
8943
8944
8945
8946
8947
8948
8949
8950
8951
8952
8953
8954
8955
8956
8957
8958
8959
8960
8961
8962
8963
8964
8965
8966
8967
8968
8969
8970
8971
8972
8973
8974
8975
8976
8977
8978
8979
8980
8981
8982
8983
8984
8985
8986
8987
8988
8989
8990
8991
8992
8993
8994
8995
8996
8997
8998
8999
9000
9001
9002
9003
9004
9005
9006
9007
9008
9009
9010
9011
9012
9013
9014
9015
9016
9017
9018
9019
9020
9021
9022
9023
9024
9025
9026
9027
9028
9029
9030
9031
9032
9033
9034
9035
9036
9037
9038
9039
9040
9041
9042
9043
9044
9045
9046
9047
9048
9049
9050
9051
9052
9053
9054
9055
9056
9057
9058
9059
9060
9061
9062
9063
9064
9065
9066
9067
9068
9069
9070
9071
9072
9073
9074
9075
9076
9077
9078
9079
9080
9081
9082
9083
9084
9085
9086
9087
9088
9089
9090
9091
9092
9093
9094
9095
9096
9097
9098
9099
9100
9101
9102
9103
9104
9105
9106
9107
9108
9109
9110
9111
9112
9113
9114
9115
9116
9117
9118
9119
9120
9121
9122
9123
9124
9125
9126
9127
9128
9129
9130
9131
9132
9133
9134
9135
9136
9137
9138
9139
9140
9141
9142
9143
9144
9145
9146
9147
9148
9149
9150
9151
9152
9153
9154
9155
9156
9157
9158
9159
9160
9161
9162
9163
9164
9165
9166
9167
9168
9169
9170
9171
9172
9173
9174
9175
9176
9177
9178
9179
9180
9181
9182
9183
9184
9185
9186
9187
9188
9189
9190
9191
9192
9193
9194
9195
9196
9197
9198
9199
9200
9201
9202
9203
9204
9205
9206
9207
9208
9209
9210
9211
9212
9213
9214
9215
9216
9217
9218
9219
9220
9221
9222
9223
9224
9225
9226
9227
9228
9229
9230
9231
9232
9233
9234
9235
9236
9237
9238
9239
9240
9241
9242
9243
9244
9245
9246
9247
9248
9249
9250
9251
9252
9253
9254
9255
9256
9257
9258
9259
9260
9261
9262
9263
9264
9265
9266
9267
9268
9269
9270
9271
9272
9273
9274
9275
9276
9277
9278
9279
9280
9281
9282
9283
9284
9285
9286
9287
9288
9289
9290
9291
9292
9293
9294
9295
9296
9297
9298
9299
9300
9301
9302
9303
9304
9305
9306
9307
9308
9309
9310
9311
9312
9313
9314
9315
9316
9317
9318
9319
9320
9321
9322
9323
9324
9325
9326
9327
9328
9329
9330
9331
9332
9333
9334
9335
9336
9337
9338
9339
9340
9341
9342
9343
9344
9345
9346
9347
9348
9349
9350
9351
9352
9353
9354
9355
9356
9357
9358
9359
9360
9361
9362
9363
9364
9365
9366
9367
9368
9369
9370
9371
9372
9373
9374
9375
9376
9377
9378
9379
9380
9381
9382
9383
9384
9385
9386
9387
9388
9389
9390
9391
9392
9393
9394
9395
9396
9397
9398
9399
9400
9401
9402
9403
9404
9405
9406
9407
9408
9409
9410
9411
9412
9413
9414
9415
9416
9417
9418
9419
9420
9421
9422
9423
9424
9425
9426
9427
9428
9429
9430
9431
9432
9433
9434
9435
9436
9437
9438
9439
9440
9441
9442
9443
9444
9445
9446
9447
9448
9449
9450
9451
9452
9453
9454
9455
9456
9457
9458
9459
9460
9461
9462
9463
9464
9465
9466
9467
9468
9469
9470
9471
9472
9473
9474
9475
9476
9477
9478
9479
9480
9481
9482
9483
9484
9485
9486
9487
9488
9489
9490
9491
9492
9493
9494
9495
9496
9497
9498
9499
9500
9501
9502
9503
9504
9505
9506
9507
9508
9509
9510
9511
9512
9513
9514
9515
9516
9517
9518
9519
9520
9521
9522
9523
9524
9525
9526
9527
9528
9529
9530
9531
9532
9533
9534
9535
9536
9537
9538
9539
9540
9541
9542
9543
9544
9545
9546
9547
9548
9549
9550
9551
9552
9553
9554
9555
9556
9557
9558
9559
9560
9561
9562
9563
9564
9565
9566
9567
9568
9569
9570
9571
9572
9573
9574
9575
9576
9577
9578
9579
9580
9581
9582
9583
9584
9585
9586
9587
9588
9589
9590
9591
9592
9593
9594
9595
9596
9597
9598
9599
9600
9601
9602
9603
9604
9605
9606
9607
9608
9609
9610
9611
9612
9613
9614
9615
9616
9617
9618
9619
9620
9621
9622
9623
9624
9625
9626
9627
9628
9629
9630
9631
9632
9633
9634
9635
9636
9637
9638
9639
9640
9641
9642
9643
9644
9645
9646
9647
9648
9649
9650
9651
9652
9653
9654
9655
9656
9657
9658
9659
9660
9661
9662
9663
9664
9665
9666
9667
9668
9669
9670
9671
9672
9673
9674
9675
9676
9677
9678
9679
9680
9681
9682
9683
9684
9685
9686
9687
9688
9689
9690
9691
9692
9693
9694
9695
9696
9697
9698
9699
9700
9701
9702
9703
9704
9705
9706
9707
9708
9709
9710
9711
9712
9713
9714
9715
9716
9717
9718
9719
9720
9721
9722
9723
9724
9725
9726
9727
9728
9729
9730
9731
9732
9733
9734
9735
9736
9737
9738
9739
9740
9741
9742
9743
9744
9745
9746
9747
9748
9749
9750
9751
9752
9753
9754
9755
9756
9757
9758
9759
9760
9761
9762
9763
9764
9765
9766
9767
9768
9769
9770
9771
9772
9773
9774
9775
9776
9777
9778
9779
9780
9781
9782
9783
9784
9785
9786
9787
9788
9789
9790
9791
9792
9793
9794
9795
9796
9797
9798
9799
9800
9801
9802
9803
9804
9805
9806
9807
9808
9809
9810
9811
9812
9813
9814
9815
9816
9817
9818
9819
9820
9821
9822
9823
9824
9825
9826
9827
9828
9829
9830
9831
9832
9833
9834
9835
9836
9837
9838
9839
9840
9841
9842
9843
9844
9845
9846
9847
9848
9849
9850
9851
9852
9853
9854
9855
9856
9857
9858
9859
9860
9861
9862
9863
9864
9865
9866
9867
9868
9869
9870
9871
9872
9873
9874
9875
9876
9877
9878
9879
9880
9881
9882
9883
9884
9885
9886
9887
9888
9889
9890
9891
9892
9893
9894
9895
9896
9897
9898
9899
9900
9901
9902
9903
9904
9905
9906
9907
9908
9909
9910
9911
9912
9913
9914
9915
9916
9917
9918
9919
9920
9921
9922
9923
9924
9925
9926
9927
9928
9929
9930
9931
9932
9933
9934
9935
9936
9937
9938
9939
9940
9941
9942
9943
9944
9945
9946
9947
9948
9949
9950
9951
9952
9953
9954
9955
9956
9957
9958
9959
9960
9961
9962
9963
9964
9965
9966
9967
9968
9969
9970
9971
9972
9973
9974
9975
9976
9977
9978
9979
9980
9981
9982
9983
9984
9985
9986
9987
9988
9989
9990
9991
9992
9993
9994
9995
9996
9997
9998
9999
10000
10001
10002
10003
10004
10005
10006
10007
10008
10009
10010
10011
10012
10013
10014
10015
10016
10017
10018
10019
10020
10021
10022
10023
10024
10025
10026
10027
10028
10029
10030
10031
10032
10033
10034
10035
10036
10037
10038
10039
10040
10041
10042
10043
10044
10045
10046
10047
10048
10049
10050
10051
10052
10053
10054
10055
10056
10057
10058
10059
10060
10061
10062
10063
10064
10065
10066
10067
10068
10069
10070
10071
10072
10073
10074
10075
10076
10077
10078
10079
10080
10081
10082
10083
10084
10085
10086
10087
10088
10089
10090
10091
10092
10093
10094
10095
10096
10097
10098
10099
10100
10101
10102
10103
10104
10105
10106
10107
10108
10109
10110
10111
10112
10113
10114
10115
10116
10117
10118
10119
10120
10121
10122
10123
10124
10125
10126
10127
10128
10129
10130
10131
10132
10133
10134
10135
10136
10137
10138
10139
10140
10141
10142
10143
10144
10145
10146
10147
10148
10149
10150
10151
10152
10153
10154
10155
10156
10157
10158
10159
10160
10161
10162
10163
10164
10165
10166
10167
10168
10169
10170
10171
10172
10173
10174
10175
10176
10177
10178
10179
10180
10181
10182
10183
10184
10185
10186
10187
10188
10189
10190
10191
10192
10193
10194
10195
10196
10197
10198
10199
10200
10201
10202
10203
10204
10205
10206
10207
10208
10209
10210
10211
10212
10213
10214
10215
10216
10217
10218
10219
10220
10221
10222
10223
10224
10225
10226
10227
10228
10229
10230
10231
10232
10233
10234
10235
10236
10237
10238
10239
10240
10241
10242
10243
10244
10245
10246
10247
10248
10249
10250
10251
10252
10253
10254
10255
10256
10257
10258
10259
10260
10261
10262
10263
10264
10265
10266
10267
10268
10269
10270
10271
10272
10273
10274
10275
10276
10277
10278
10279
10280
10281
10282
10283
10284
10285
10286
10287
10288
10289
10290
10291
10292
10293
10294
10295
10296
10297
10298
10299
10300
10301
10302
10303
10304
10305
10306
10307
10308
10309
10310
10311
10312
10313
10314
10315
10316
10317
10318
10319
10320
10321
10322
10323
10324
10325
10326
10327
10328
10329
10330
10331
10332
10333
10334
10335
10336
10337
10338
10339
10340
10341
10342
10343
10344
10345
10346
10347
10348
10349
10350
10351
10352
10353
10354
10355
10356
10357
10358
10359
10360
10361
10362
10363
10364
10365
10366
10367
10368
10369
10370
10371
10372
10373
10374
10375
10376
10377
10378
10379
10380
10381
10382
10383
10384
10385
10386
10387
10388
10389
10390
10391
10392
10393
10394
10395
10396
10397
10398
10399
10400
10401
10402
10403
10404
10405
10406
10407
10408
10409
10410
10411
10412
10413
10414
10415
10416
10417
10418
10419
10420
10421
10422
10423
10424
10425
10426
10427
10428
10429
10430
10431
10432
10433
10434
10435
10436
10437
10438
10439
10440
10441
10442
10443
10444
10445
10446
10447
10448
10449
10450
10451
10452
10453
10454
10455
10456
10457
10458
10459
10460
10461
10462
10463
10464
10465
10466
10467
10468
10469
10470
10471
10472
10473
10474
10475
10476
10477
10478
10479
10480
10481
10482
10483
10484
10485
10486
10487
10488
10489
10490
10491
10492
10493
10494
10495
10496
10497
10498
10499
10500
10501
10502
10503
10504
10505
10506
10507
10508
10509
10510
10511
10512
10513
10514
10515
10516
10517
10518
10519
10520
10521
10522
10523
10524
10525
10526
10527
10528
10529
10530
10531
10532
10533
10534
10535
10536
10537
10538
10539
10540
10541
10542
10543
10544
10545
10546
10547
10548
10549
10550
10551
10552
10553
10554
10555
10556
10557
10558
10559
10560
10561
10562
10563
10564
10565
10566
10567
10568
10569
10570
10571
10572
10573
10574
10575
10576
10577
10578
10579
10580
10581
10582
10583
10584
10585
10586
10587
10588
10589
10590
10591
10592
10593
10594
10595
10596
10597
10598
10599
10600
10601
10602
10603
10604
10605
10606
10607
10608
10609
10610
10611
10612
10613
10614
10615
10616
10617
10618
10619
10620
10621
10622
10623
10624
10625
10626
10627
10628
10629
10630
10631
10632
10633
10634
10635
10636
10637
10638
10639
10640
10641
10642
10643
10644
10645
10646
10647
10648
10649
10650
10651
10652
10653
10654
10655
10656
10657
10658
10659
10660
10661
10662
10663
10664
10665
10666
10667
10668
10669
10670
10671
10672
10673
10674
10675
10676
10677
10678
10679
10680
10681
10682
10683
10684
10685
10686
10687
10688
10689
10690
10691
10692
10693
10694
10695
10696
10697
10698
10699
10700
10701
10702
10703
10704
10705
10706
10707
10708
10709
10710
10711
10712
10713
10714
10715
10716
10717
10718
10719
10720
10721
10722
10723
10724
10725
10726
10727
10728
10729
10730
10731
10732
10733
10734
10735
10736
10737
10738
10739
10740
10741
10742
10743
10744
10745
10746
10747
10748
10749
10750
10751
10752
10753
10754
10755
10756
10757
10758
10759
10760
10761
10762
10763
10764
10765
10766
10767
10768
10769
10770
10771
10772
10773
10774
10775
10776
10777
10778
10779
10780
10781
10782
10783
10784
10785
10786
10787
10788
10789
10790
10791
10792
10793
10794
10795
10796
10797
10798
10799
10800
10801
10802
10803
10804
10805
10806
10807
10808
10809
10810
10811
10812
10813
10814
10815
10816
10817
10818
10819
10820
10821
10822
10823
10824
10825
10826
10827
10828
10829
10830
10831
10832
10833
10834
10835
10836
10837
10838
10839
10840
10841
10842
10843
10844
10845
10846
10847
10848
10849
10850
10851
10852
10853
10854
10855
10856
10857
10858
10859
10860
10861
10862
10863
10864
10865
10866
10867
10868
10869
10870
10871
10872
10873
10874
10875
10876
10877
10878
10879
10880
10881
10882
10883
10884
10885
10886
10887
10888
10889
10890
10891
10892
10893
10894
10895
10896
10897
10898
10899
10900
10901
10902
10903
10904
10905
10906
10907
10908
10909
10910
10911
10912
10913
10914
10915
10916
10917
10918
10919
10920
10921
10922
10923
10924
10925
10926
10927
10928
10929
10930
10931
10932
10933
10934
10935
10936
10937
10938
10939
10940
10941
10942
10943
10944
10945
10946
10947
10948
10949
10950
10951
10952
10953
10954
10955
10956
10957
10958
10959
10960
10961
10962
10963
10964
10965
10966
10967
10968
10969
10970
10971
10972
10973
10974
10975
10976
10977
10978
10979
10980
10981
10982
10983
10984
10985
10986
10987
10988
10989
10990
10991
10992
10993
10994
10995
10996
10997
10998
10999
11000
11001
11002
11003
11004
11005
11006
11007
11008
11009
11010
11011
11012
11013
11014
11015
11016
11017
11018
11019
11020
11021
11022
11023
11024
11025
11026
11027
11028
11029
11030
11031
11032
11033
11034
11035
11036
11037
11038
11039
11040
11041
11042
11043
11044
11045
11046
11047
11048
11049
11050
11051
11052
11053
11054
11055
11056
11057
11058
11059
11060
11061
11062
11063
11064
11065
11066
11067
11068
11069
11070
11071
11072
11073
11074
11075
11076
11077
11078
11079
11080
11081
11082
11083
11084
11085
11086
11087
11088
11089
11090
11091
11092
11093
11094
11095
11096
11097
11098
11099
11100
11101
11102
11103
11104
11105
11106
11107
11108
11109
11110
11111
11112
11113
11114
11115
11116
11117
11118
11119
11120
11121
11122
11123
11124
11125
11126
11127
11128
11129
11130
11131
11132
11133
11134
11135
11136
11137
11138
11139
11140
11141
11142
11143
11144
11145
11146
11147
11148
11149
11150
11151
11152
11153
11154
11155
11156
11157
11158
11159
11160
11161
11162
11163
11164
11165
11166
11167
11168
11169
11170
11171
11172
11173
11174
11175
11176
11177
11178
11179
11180
11181
11182
11183
11184
11185
11186
11187
11188
11189
11190
11191
11192
11193
11194
11195
11196
11197
11198
11199
11200
11201
11202
11203
11204
11205
11206
11207
11208
11209
11210
11211
11212
11213
11214
11215
11216
11217
11218
11219
11220
11221
11222
11223
11224
11225
11226
11227
11228
11229
11230
11231
11232
11233
11234
11235
11236
11237
11238
11239
11240
11241
11242
11243
11244
11245
11246
11247
11248
11249
11250
11251
11252
11253
11254
11255
11256
11257
11258
11259
11260
11261
11262
11263
11264
11265
11266
11267
11268
11269
11270
11271
11272
11273
11274
11275
11276
11277
11278
11279
11280
11281
11282
11283
11284
11285
11286
11287
11288
11289
11290
11291
11292
11293
11294
11295
11296
11297
11298
11299
11300
11301
11302
11303
11304
11305
11306
11307
11308
11309
11310
11311
11312
11313
11314
11315
11316
11317
11318
11319
11320
11321
11322
11323
11324
11325
11326
11327
11328
11329
11330
11331
11332
11333
11334
11335
11336
11337
11338
11339
11340
11341
11342
11343
11344
11345
11346
11347
11348
11349
11350
11351
11352
11353
11354
11355
11356
11357
11358
11359
11360
11361
11362
11363
11364
11365
11366
11367
11368
11369
11370
11371
11372
11373
11374
11375
11376
11377
11378
11379
11380
11381
11382
11383
11384
11385
11386
11387
11388
11389
11390
11391
11392
11393
11394
11395
11396
11397
11398
11399
11400
11401
11402
11403
11404
11405
11406
11407
11408
11409
11410
11411
11412
11413
11414
11415
11416
11417
11418
11419
11420
11421
11422
11423
11424
11425
11426
11427
11428
11429
11430
11431
11432
11433
11434
11435
11436
11437
11438
11439
11440
11441
11442
11443
11444
11445
11446
11447
11448
11449
11450
11451
11452
11453
11454
11455
11456
11457
11458
11459
11460
11461
11462
11463
11464
11465
11466
11467
11468
11469
11470
11471
11472
11473
11474
11475
11476
11477
11478
11479
11480
11481
11482
11483
11484
11485
11486
11487
11488
11489
11490
11491
11492
11493
11494
11495
11496
11497
11498
11499
11500
11501
11502
11503
11504
11505
11506
11507
11508
11509
11510
11511
11512
11513
11514
11515
11516
11517
11518
11519
11520
11521
11522
11523
11524
11525
11526
11527
11528
11529
11530
11531
11532
11533
11534
11535
11536
11537
11538
11539
11540
11541
11542
11543
11544
11545
11546
11547
11548
11549
11550
11551
11552
11553
11554
11555
11556
11557
11558
11559
11560
11561
11562
11563
11564
11565
11566
11567
11568
11569
11570
11571
11572
11573
11574
11575
11576
11577
11578
11579
11580
11581
11582
11583
11584
11585
11586
11587
11588
11589
11590
11591
11592
11593
11594
11595
11596
11597
11598
11599
11600
11601
11602
11603
11604
11605
11606
11607
11608
11609
11610
11611
11612
11613
11614
11615
11616
11617
11618
11619
11620
11621
11622
11623
11624
11625
11626
11627
11628
11629
11630
11631
11632
11633
11634
11635
11636
11637
11638
11639
11640
11641
11642
11643
11644
11645
11646
11647
11648
11649
11650
11651
11652
11653
11654
11655
11656
11657
11658
11659
11660
11661
11662
11663
11664
11665
11666
11667
11668
11669
11670
11671
11672
11673
11674
11675
11676
11677
11678
11679
11680
11681
11682
11683
11684
11685
11686
11687
11688
11689
11690
11691
11692
11693
11694
11695
11696
11697
11698
11699
11700
11701
11702
11703
11704
11705
11706
11707
11708
11709
11710
11711
11712
11713
11714
11715
11716
11717
11718
11719
11720
11721
11722
11723
11724
11725
11726
11727
11728
11729
11730
11731
11732
11733
11734
11735
11736
11737
11738
11739
11740
11741
11742
11743
11744
11745
11746
11747
11748
11749
11750
11751
11752
11753
11754
11755
11756
11757
11758
11759
11760
11761
11762
11763
11764
11765
11766
11767
11768
11769
11770
11771
11772
11773
11774
11775
11776
11777
11778
11779
11780
11781
11782
11783
11784
11785
11786
11787
11788
11789
11790
11791
11792
11793
11794
11795
11796
11797
11798
11799
11800
11801
11802
11803
11804
11805
11806
11807
11808
11809
11810
11811
11812
11813
11814
11815
11816
11817
11818
11819
11820
11821
11822
11823
11824
11825
11826
11827
11828
11829
11830
11831
11832
11833
11834
11835
11836
11837
11838
11839
11840
11841
11842
11843
11844
11845
11846
11847
11848
11849
11850
11851
11852
11853
11854
11855
11856
11857
11858
11859
11860
11861
11862
11863
11864
11865
11866
11867
11868
11869
11870
11871
11872
11873
11874
11875
11876
11877
11878
11879
11880
11881
11882
11883
11884
11885
11886
11887
11888
11889
11890
11891
11892
11893
11894
11895
11896
11897
11898
11899
11900
11901
11902
11903
11904
11905
11906
11907
11908
11909
11910
11911
11912
11913
11914
11915
11916
11917
11918
11919
11920
11921
11922
11923
11924
11925
11926
11927
11928
11929
11930
11931
11932
11933
11934
11935
11936
11937
11938
11939
11940
11941
11942
11943
11944
11945
11946
11947
11948
11949
11950
11951
11952
11953
11954
11955
11956
11957
11958
11959
11960
11961
11962
11963
11964
11965
11966
11967
11968
11969
11970
11971
11972
11973
11974
11975
11976
11977
11978
11979
11980
11981
11982
11983
11984
11985
11986
11987
11988
11989
11990
11991
11992
11993
11994
11995
11996
11997
11998
11999
12000
12001
12002
12003
12004
12005
12006
12007
12008
12009
12010
12011
12012
12013
12014
12015
12016
12017
12018
12019
12020
12021
12022
12023
12024
12025
12026
12027
12028
12029
12030
12031
12032
12033
12034
12035
12036
12037
12038
12039
12040
12041
12042
12043
12044
12045
12046
12047
12048
12049
12050
12051
12052
12053
12054
12055
12056
12057
12058
12059
12060
12061
12062
12063
12064
12065
12066
12067
12068
12069
12070
12071
12072
12073
12074
12075
12076
12077
12078
12079
12080
12081
12082
12083
12084
12085
12086
12087
12088
12089
12090
12091
12092
12093
12094
12095
12096
12097
12098
12099
12100
12101
12102
12103
12104
12105
12106
12107
12108
12109
12110
12111
12112
12113
12114
12115
12116
12117
12118
12119
12120
12121
12122
12123
12124
12125
12126
12127
12128
12129
12130
12131
12132
12133
12134
12135
12136
12137
12138
12139
12140
12141
12142
12143
12144
12145
12146
12147
12148
12149
12150
12151
12152
12153
12154
12155
12156
12157
12158
12159
12160
12161
12162
12163
12164
12165
12166
12167
12168
12169
12170
12171
12172
12173
12174
12175
12176
12177
12178
12179
12180
12181
12182
12183
12184
12185
12186
12187
12188
12189
12190
12191
12192
12193
12194
12195
12196
12197
12198
12199
12200
12201
12202
12203
12204
12205
12206
12207
12208
12209
12210
12211
12212
12213
12214
12215
12216
12217
12218
12219
12220
12221
12222
12223
12224
12225
12226
12227
12228
12229
12230
12231
12232
12233
12234
12235
12236
12237
12238
12239
12240
12241
12242
12243
12244
12245
12246
12247
12248
12249
12250
12251
12252
12253
12254
12255
12256
12257
12258
12259
12260
12261
12262
12263
12264
12265
12266
12267
12268
12269
12270
12271
12272
12273
12274
12275
12276
12277
12278
12279
12280
12281
12282
12283
12284
12285
12286
12287
12288
12289
12290
12291
12292
12293
12294
12295
12296
12297
12298
12299
12300
12301
12302
12303
12304
12305
12306
12307
12308
12309
12310
12311
12312
12313
12314
12315
12316
12317
12318
12319
12320
12321
12322
12323
12324
12325
12326
12327
12328
12329
12330
12331
12332
12333
12334
12335
12336
12337
12338
12339
12340
12341
12342
12343
12344
12345
12346
12347
12348
12349
12350
12351
12352
12353
12354
12355
12356
12357
12358
12359
12360
12361
12362
12363
12364
12365
12366
12367
12368
12369
12370
12371
12372
12373
12374
12375
12376
12377
12378
12379
12380
12381
12382
12383
12384
12385
12386
12387
12388
12389
12390
12391
12392
12393
12394
12395
12396
12397
12398
12399
12400
12401
12402
12403
12404
12405
12406
12407
12408
12409
12410
12411
12412
12413
12414
12415
12416
12417
12418
12419
12420
12421
12422
12423
12424
12425
12426
12427
12428
12429
12430
12431
12432
12433
12434
12435
12436
12437
12438
12439
12440
12441
12442
12443
12444
12445
12446
12447
12448
12449
12450
12451
12452
12453
12454
12455
12456
12457
12458
12459
12460
12461
12462
12463
12464
12465
12466
12467
12468
12469
12470
12471
12472
12473
12474
12475
12476
12477
12478
12479
12480
12481
12482
12483
12484
12485
12486
12487
12488
12489
12490
12491
12492
12493
12494
12495
12496
12497
12498
12499
12500
12501
12502
12503
12504
12505
12506
12507
12508
12509
12510
12511
12512
12513
12514
12515
12516
12517
12518
12519
12520
12521
12522
12523
12524
12525
12526
12527
12528
12529
12530
12531
12532
12533
12534
12535
12536
12537
12538
12539
12540
12541
12542
12543
12544
12545
12546
12547
12548
12549
12550
12551
12552
12553
12554
12555
12556
12557
12558
12559
12560
12561
12562
12563
12564
12565
12566
12567
12568
12569
12570
12571
12572
12573
12574
12575
12576
12577
12578
12579
12580
12581
12582
12583
12584
12585
12586
12587
12588
12589
12590
12591
12592
12593
12594
12595
12596
12597
12598
12599
12600
12601
12602
12603
12604
12605
12606
12607
12608
12609
12610
12611
12612
12613
12614
12615
12616
12617
12618
12619
12620
12621
12622
12623
12624
12625
12626
12627
12628
12629
12630
12631
12632
12633
12634
12635
12636
12637
12638
12639
12640
12641
12642
12643
12644
12645
12646
12647
12648
12649
12650
12651
12652
12653
12654
12655
12656
12657
12658
12659
12660
12661
12662
12663
12664
12665
12666
12667
12668
12669
12670
12671
12672
12673
12674
12675
12676
12677
12678
12679
12680
12681
12682
12683
12684
12685
12686
12687
12688
12689
12690
12691
12692
12693
12694
12695
12696
12697
12698
12699
12700
12701
12702
12703
12704
12705
12706
12707
12708
12709
12710
12711
12712
12713
12714
12715
12716
12717
12718
12719
12720
12721
12722
12723
12724
"""
DataFrame
---------
An efficient 2D container for potentially mixed-type time series or other
labeled data series.
 
Similar to its R counterpart, data.frame, except providing automatic data
alignment and a host of useful data manipulation methods having to do with the
labeling information
"""
from __future__ import annotations
 
import collections
from collections import abc
from collections.abc import (
    Hashable,
    Iterable,
    Iterator,
    Mapping,
    Sequence,
)
import functools
from inspect import signature
from io import StringIO
import itertools
import operator
import sys
from textwrap import dedent
from typing import (
    TYPE_CHECKING,
    Any,
    Callable,
    Literal,
    cast,
    overload,
)
import warnings
 
import numpy as np
from numpy import ma
 
from pandas._config import (
    get_option,
    using_copy_on_write,
    warn_copy_on_write,
)
from pandas._config.config import _get_option
 
from pandas._libs import (
    algos as libalgos,
    lib,
    properties,
)
from pandas._libs.hashtable import duplicated
from pandas._libs.lib import is_range_indexer
from pandas.compat import PYPY
from pandas.compat._constants import (
    REF_COUNT,
    WARNING_CHECK_DISABLED,
)
from pandas.compat._optional import import_optional_dependency
from pandas.compat.numpy import function as nv
from pandas.errors import (
    ChainedAssignmentError,
    InvalidIndexError,
    _chained_assignment_method_msg,
    _chained_assignment_msg,
    _chained_assignment_warning_method_msg,
    _chained_assignment_warning_msg,
)
from pandas.util._decorators import (
    Appender,
    Substitution,
    deprecate_nonkeyword_arguments,
    doc,
)
from pandas.util._exceptions import (
    find_stack_level,
    rewrite_warning,
)
from pandas.util._validators import (
    validate_ascending,
    validate_bool_kwarg,
    validate_percentile,
)
 
from pandas.core.dtypes.cast import (
    LossySetitemError,
    can_hold_element,
    construct_1d_arraylike_from_scalar,
    construct_2d_arraylike_from_scalar,
    find_common_type,
    infer_dtype_from_scalar,
    invalidate_string_dtypes,
    maybe_box_native,
    maybe_downcast_to_dtype,
)
from pandas.core.dtypes.common import (
    infer_dtype_from_object,
    is_1d_only_ea_dtype,
    is_array_like,
    is_bool_dtype,
    is_dataclass,
    is_dict_like,
    is_float,
    is_float_dtype,
    is_hashable,
    is_integer,
    is_integer_dtype,
    is_iterator,
    is_list_like,
    is_scalar,
    is_sequence,
    needs_i8_conversion,
    pandas_dtype,
)
from pandas.core.dtypes.concat import concat_compat
from pandas.core.dtypes.dtypes import (
    ArrowDtype,
    BaseMaskedDtype,
    ExtensionDtype,
)
from pandas.core.dtypes.missing import (
    isna,
    notna,
)
 
from pandas.core import (
    algorithms,
    common as com,
    nanops,
    ops,
    roperator,
)
from pandas.core.accessor import CachedAccessor
from pandas.core.apply import reconstruct_and_relabel_result
from pandas.core.array_algos.take import take_2d_multi
from pandas.core.arraylike import OpsMixin
from pandas.core.arrays import (
    BaseMaskedArray,
    DatetimeArray,
    ExtensionArray,
    PeriodArray,
    TimedeltaArray,
)
from pandas.core.arrays.sparse import SparseFrameAccessor
from pandas.core.arrays.string_ import StringDtype
from pandas.core.construction import (
    ensure_wrapped_if_datetimelike,
    sanitize_array,
    sanitize_masked_array,
)
from pandas.core.generic import (
    NDFrame,
    make_doc,
)
from pandas.core.indexers import check_key_length
from pandas.core.indexes.api import (
    DatetimeIndex,
    Index,
    PeriodIndex,
    default_index,
    ensure_index,
    ensure_index_from_sequences,
)
from pandas.core.indexes.multi import (
    MultiIndex,
    maybe_droplevels,
)
from pandas.core.indexing import (
    check_bool_indexer,
    check_dict_or_set_indexers,
)
from pandas.core.internals import (
    ArrayManager,
    BlockManager,
)
from pandas.core.internals.construction import (
    arrays_to_mgr,
    dataclasses_to_dicts,
    dict_to_mgr,
    mgr_to_mgr,
    ndarray_to_mgr,
    nested_data_to_arrays,
    rec_array_to_mgr,
    reorder_arrays,
    to_arrays,
    treat_as_nested,
)
from pandas.core.methods import selectn
from pandas.core.reshape.melt import melt
from pandas.core.series import Series
from pandas.core.shared_docs import _shared_docs
from pandas.core.sorting import (
    get_group_index,
    lexsort_indexer,
    nargsort,
)
 
from pandas.io.common import get_handle
from pandas.io.formats import (
    console,
    format as fmt,
)
from pandas.io.formats.info import (
    INFO_DOCSTRING,
    DataFrameInfo,
    frame_sub_kwargs,
)
import pandas.plotting
 
if TYPE_CHECKING:
    import datetime
 
    from pandas._libs.internals import BlockValuesRefs
    from pandas._typing import (
        AggFuncType,
        AnyAll,
        AnyArrayLike,
        ArrayLike,
        Axes,
        Axis,
        AxisInt,
        ColspaceArgType,
        CompressionOptions,
        CorrelationMethod,
        DropKeep,
        Dtype,
        DtypeObj,
        FilePath,
        FloatFormatType,
        FormattersType,
        Frequency,
        FromDictOrient,
        IgnoreRaise,
        IndexKeyFunc,
        IndexLabel,
        JoinValidate,
        Level,
        MergeHow,
        MergeValidate,
        MutableMappingT,
        NaAction,
        NaPosition,
        NsmallestNlargestKeep,
        PythonFuncType,
        QuantileInterpolation,
        ReadBuffer,
        ReindexMethod,
        Renamer,
        Scalar,
        Self,
        SequenceNotStr,
        SortKind,
        StorageOptions,
        Suffixes,
        ToGbqIfexist,
        ToStataByteorder,
        ToTimestampHow,
        UpdateJoin,
        ValueKeyFunc,
        WriteBuffer,
        XMLParsers,
        npt,
    )
 
    from pandas.core.groupby.generic import DataFrameGroupBy
    from pandas.core.interchange.dataframe_protocol import DataFrame as DataFrameXchg
    from pandas.core.internals import SingleDataManager
 
    from pandas.io.formats.style import Styler
 
# ---------------------------------------------------------------------
# Docstring templates
 
_shared_doc_kwargs = {
    "axes": "index, columns",
    "klass": "DataFrame",
    "axes_single_arg": "{0 or 'index', 1 or 'columns'}",
    "axis": """axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
        If 0 or 'index': apply function to each column.
        If 1 or 'columns': apply function to each row.""",
    "inplace": """
    inplace : bool, default False
        Whether to modify the DataFrame rather than creating a new one.""",
    "optional_by": """
by : str or list of str
    Name or list of names to sort by.
 
    - if `axis` is 0 or `'index'` then `by` may contain index
      levels and/or column labels.
    - if `axis` is 1 or `'columns'` then `by` may contain column
      levels and/or index labels.""",
    "optional_reindex": """
labels : array-like, optional
    New labels / index to conform the axis specified by 'axis' to.
index : array-like, optional
    New labels for the index. Preferably an Index object to avoid
    duplicating data.
columns : array-like, optional
    New labels for the columns. Preferably an Index object to avoid
    duplicating data.
axis : int or str, optional
    Axis to target. Can be either the axis name ('index', 'columns')
    or number (0, 1).""",
}
 
_merge_doc = """
Merge DataFrame or named Series objects with a database-style join.
 
A named Series object is treated as a DataFrame with a single named column.
 
The join is done on columns or indexes. If joining columns on
columns, the DataFrame indexes *will be ignored*. Otherwise if joining indexes
on indexes or indexes on a column or columns, the index will be passed on.
When performing a cross merge, no column specifications to merge on are
allowed.
 
.. warning::
 
    If both key columns contain rows where the key is a null value, those
    rows will be matched against each other. This is different from usual SQL
    join behaviour and can lead to unexpected results.
 
Parameters
----------%s
right : DataFrame or named Series
    Object to merge with.
how : {'left', 'right', 'outer', 'inner', 'cross'}, default 'inner'
    Type of merge to be performed.
 
    * left: use only keys from left frame, similar to a SQL left outer join;
      preserve key order.
    * right: use only keys from right frame, similar to a SQL right outer join;
      preserve key order.
    * outer: use union of keys from both frames, similar to a SQL full outer
      join; sort keys lexicographically.
    * inner: use intersection of keys from both frames, similar to a SQL inner
      join; preserve the order of the left keys.
    * cross: creates the cartesian product from both frames, preserves the order
      of the left keys.
on : label or list
    Column or index level names to join on. These must be found in both
    DataFrames. If `on` is None and not merging on indexes then this defaults
    to the intersection of the columns in both DataFrames.
left_on : label or list, or array-like
    Column or index level names to join on in the left DataFrame. Can also
    be an array or list of arrays of the length of the left DataFrame.
    These arrays are treated as if they are columns.
right_on : label or list, or array-like
    Column or index level names to join on in the right DataFrame. Can also
    be an array or list of arrays of the length of the right DataFrame.
    These arrays are treated as if they are columns.
left_index : bool, default False
    Use the index from the left DataFrame as the join key(s). If it is a
    MultiIndex, the number of keys in the other DataFrame (either the index
    or a number of columns) must match the number of levels.
right_index : bool, default False
    Use the index from the right DataFrame as the join key. Same caveats as
    left_index.
sort : bool, default False
    Sort the join keys lexicographically in the result DataFrame. If False,
    the order of the join keys depends on the join type (how keyword).
suffixes : list-like, default is ("_x", "_y")
    A length-2 sequence where each element is optionally a string
    indicating the suffix to add to overlapping column names in
    `left` and `right` respectively. Pass a value of `None` instead
    of a string to indicate that the column name from `left` or
    `right` should be left as-is, with no suffix. At least one of the
    values must not be None.
copy : bool, default True
    If False, avoid copy if possible.
 
    .. note::
        The `copy` keyword will change behavior in pandas 3.0.
        `Copy-on-Write
        <https://pandas.pydata.org/docs/dev/user_guide/copy_on_write.html>`__
        will be enabled by default, which means that all methods with a
        `copy` keyword will use a lazy copy mechanism to defer the copy and
        ignore the `copy` keyword. The `copy` keyword will be removed in a
        future version of pandas.
 
        You can already get the future behavior and improvements through
        enabling copy on write ``pd.options.mode.copy_on_write = True``
indicator : bool or str, default False
    If True, adds a column to the output DataFrame called "_merge" with
    information on the source of each row. The column can be given a different
    name by providing a string argument. The column will have a Categorical
    type with the value of "left_only" for observations whose merge key only
    appears in the left DataFrame, "right_only" for observations
    whose merge key only appears in the right DataFrame, and "both"
    if the observation's merge key is found in both DataFrames.
 
validate : str, optional
    If specified, checks if merge is of specified type.
 
    * "one_to_one" or "1:1": check if merge keys are unique in both
      left and right datasets.
    * "one_to_many" or "1:m": check if merge keys are unique in left
      dataset.
    * "many_to_one" or "m:1": check if merge keys are unique in right
      dataset.
    * "many_to_many" or "m:m": allowed, but does not result in checks.
 
Returns
-------
DataFrame
    A DataFrame of the two merged objects.
 
See Also
--------
merge_ordered : Merge with optional filling/interpolation.
merge_asof : Merge on nearest keys.
DataFrame.join : Similar method using indices.
 
Examples
--------
>>> df1 = pd.DataFrame({'lkey': ['foo', 'bar', 'baz', 'foo'],
...                     'value': [1, 2, 3, 5]})
>>> df2 = pd.DataFrame({'rkey': ['foo', 'bar', 'baz', 'foo'],
...                     'value': [5, 6, 7, 8]})
>>> df1
    lkey value
0   foo      1
1   bar      2
2   baz      3
3   foo      5
>>> df2
    rkey value
0   foo      5
1   bar      6
2   baz      7
3   foo      8
 
Merge df1 and df2 on the lkey and rkey columns. The value columns have
the default suffixes, _x and _y, appended.
 
>>> df1.merge(df2, left_on='lkey', right_on='rkey')
  lkey  value_x rkey  value_y
0  foo        1  foo        5
1  foo        1  foo        8
2  bar        2  bar        6
3  baz        3  baz        7
4  foo        5  foo        5
5  foo        5  foo        8
 
Merge DataFrames df1 and df2 with specified left and right suffixes
appended to any overlapping columns.
 
>>> df1.merge(df2, left_on='lkey', right_on='rkey',
...           suffixes=('_left', '_right'))
  lkey  value_left rkey  value_right
0  foo           1  foo            5
1  foo           1  foo            8
2  bar           2  bar            6
3  baz           3  baz            7
4  foo           5  foo            5
5  foo           5  foo            8
 
Merge DataFrames df1 and df2, but raise an exception if the DataFrames have
any overlapping columns.
 
>>> df1.merge(df2, left_on='lkey', right_on='rkey', suffixes=(False, False))
Traceback (most recent call last):
...
ValueError: columns overlap but no suffix specified:
    Index(['value'], dtype='object')
 
>>> df1 = pd.DataFrame({'a': ['foo', 'bar'], 'b': [1, 2]})
>>> df2 = pd.DataFrame({'a': ['foo', 'baz'], 'c': [3, 4]})
>>> df1
      a  b
0   foo  1
1   bar  2
>>> df2
      a  c
0   foo  3
1   baz  4
 
>>> df1.merge(df2, how='inner', on='a')
      a  b  c
0   foo  1  3
 
>>> df1.merge(df2, how='left', on='a')
      a  b  c
0   foo  1  3.0
1   bar  2  NaN
 
>>> df1 = pd.DataFrame({'left': ['foo', 'bar']})
>>> df2 = pd.DataFrame({'right': [7, 8]})
>>> df1
    left
0   foo
1   bar
>>> df2
    right
0   7
1   8
 
>>> df1.merge(df2, how='cross')
   left  right
0   foo      7
1   foo      8
2   bar      7
3   bar      8
"""
 
 
# -----------------------------------------------------------------------
# DataFrame class
 
 
class DataFrame(NDFrame, OpsMixin):
    """
    Two-dimensional, size-mutable, potentially heterogeneous tabular data.
 
    Data structure also contains labeled axes (rows and columns).
    Arithmetic operations align on both row and column labels. Can be
    thought of as a dict-like container for Series objects. The primary
    pandas data structure.
 
    Parameters
    ----------
    data : ndarray (structured or homogeneous), Iterable, dict, or DataFrame
        Dict can contain Series, arrays, constants, dataclass or list-like objects. If
        data is a dict, column order follows insertion-order. If a dict contains Series
        which have an index defined, it is aligned by its index. This alignment also
        occurs if data is a Series or a DataFrame itself. Alignment is done on
        Series/DataFrame inputs.
 
        If data is a list of dicts, column order follows insertion-order.
 
    index : Index or array-like
        Index to use for resulting frame. Will default to RangeIndex if
        no indexing information part of input data and no index provided.
    columns : Index or array-like
        Column labels to use for resulting frame when data does not have them,
        defaulting to RangeIndex(0, 1, 2, ..., n). If data contains column labels,
        will perform column selection instead.
    dtype : dtype, default None
        Data type to force. Only a single dtype is allowed. If None, infer.
    copy : bool or None, default None
        Copy data from inputs.
        For dict data, the default of None behaves like ``copy=True``.  For DataFrame
        or 2d ndarray input, the default of None behaves like ``copy=False``.
        If data is a dict containing one or more Series (possibly of different dtypes),
        ``copy=False`` will ensure that these inputs are not copied.
 
        .. versionchanged:: 1.3.0
 
    See Also
    --------
    DataFrame.from_records : Constructor from tuples, also record arrays.
    DataFrame.from_dict : From dicts of Series, arrays, or dicts.
    read_csv : Read a comma-separated values (csv) file into DataFrame.
    read_table : Read general delimited file into DataFrame.
    read_clipboard : Read text from clipboard into DataFrame.
 
    Notes
    -----
    Please reference the :ref:`User Guide <basics.dataframe>` for more information.
 
    Examples
    --------
    Constructing DataFrame from a dictionary.
 
    >>> d = {'col1': [1, 2], 'col2': [3, 4]}
    >>> df = pd.DataFrame(data=d)
    >>> df
       col1  col2
    0     1     3
    1     2     4
 
    Notice that the inferred dtype is int64.
 
    >>> df.dtypes
    col1    int64
    col2    int64
    dtype: object
 
    To enforce a single dtype:
 
    >>> df = pd.DataFrame(data=d, dtype=np.int8)
    >>> df.dtypes
    col1    int8
    col2    int8
    dtype: object
 
    Constructing DataFrame from a dictionary including Series:
 
    >>> d = {'col1': [0, 1, 2, 3], 'col2': pd.Series([2, 3], index=[2, 3])}
    >>> pd.DataFrame(data=d, index=[0, 1, 2, 3])
       col1  col2
    0     0   NaN
    1     1   NaN
    2     2   2.0
    3     3   3.0
 
    Constructing DataFrame from numpy ndarray:
 
    >>> df2 = pd.DataFrame(np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]),
    ...                    columns=['a', 'b', 'c'])
    >>> df2
       a  b  c
    0  1  2  3
    1  4  5  6
    2  7  8  9
 
    Constructing DataFrame from a numpy ndarray that has labeled columns:
 
    >>> data = np.array([(1, 2, 3), (4, 5, 6), (7, 8, 9)],
    ...                 dtype=[("a", "i4"), ("b", "i4"), ("c", "i4")])
    >>> df3 = pd.DataFrame(data, columns=['c', 'a'])
    ...
    >>> df3
       c  a
    0  3  1
    1  6  4
    2  9  7
 
    Constructing DataFrame from dataclass:
 
    >>> from dataclasses import make_dataclass
    >>> Point = make_dataclass("Point", [("x", int), ("y", int)])
    >>> pd.DataFrame([Point(0, 0), Point(0, 3), Point(2, 3)])
       x  y
    0  0  0
    1  0  3
    2  2  3
 
    Constructing DataFrame from Series/DataFrame:
 
    >>> ser = pd.Series([1, 2, 3], index=["a", "b", "c"])
    >>> df = pd.DataFrame(data=ser, index=["a", "c"])
    >>> df
       0
    a  1
    c  3
 
    >>> df1 = pd.DataFrame([1, 2, 3], index=["a", "b", "c"], columns=["x"])
    >>> df2 = pd.DataFrame(data=df1, index=["a", "c"])
    >>> df2
       x
    a  1
    c  3
    """
 
    _internal_names_set = {"columns", "index"} | NDFrame._internal_names_set
    _typ = "dataframe"
    _HANDLED_TYPES = (Series, Index, ExtensionArray, np.ndarray)
    _accessors: set[str] = {"sparse"}
    _hidden_attrs: frozenset[str] = NDFrame._hidden_attrs | frozenset([])
    _mgr: BlockManager | ArrayManager
 
    # similar to __array_priority__, positions DataFrame before Series, Index,
    #  and ExtensionArray.  Should NOT be overridden by subclasses.
    __pandas_priority__ = 4000
 
    @property
    def _constructor(self) -> Callable[..., DataFrame]:
        return DataFrame
 
    def _constructor_from_mgr(self, mgr, axes) -> DataFrame:
        df = DataFrame._from_mgr(mgr, axes=axes)
 
        if type(self) is DataFrame:
            # This would also work `if self._constructor is DataFrame`, but
            #  this check is slightly faster, benefiting the most-common case.
            return df
 
        elif type(self).__name__ == "GeoDataFrame":
            # Shim until geopandas can override their _constructor_from_mgr
            #  bc they have different behavior for Managers than for DataFrames
            return self._constructor(mgr)
 
        # We assume that the subclass __init__ knows how to handle a
        #  pd.DataFrame object.
        return self._constructor(df)
 
    _constructor_sliced: Callable[..., Series] = Series
 
    def _constructor_sliced_from_mgr(self, mgr, axes) -> Series:
        ser = Series._from_mgr(mgr, axes)
        ser._name = None  # caller is responsible for setting real name
 
        if type(self) is DataFrame:
            # This would also work `if self._constructor_sliced is Series`, but
            #  this check is slightly faster, benefiting the most-common case.
            return ser
 
        # We assume that the subclass __init__ knows how to handle a
        #  pd.Series object.
        return self._constructor_sliced(ser)
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Constructors
 
    def __init__(
        self,
        data=None,
        index: Axes | None = None,
        columns: Axes | None = None,
        dtype: Dtype | None = None,
        copy: bool | None = None,
    ) -> None:
        allow_mgr = False
        if dtype is not None:
            dtype = self._validate_dtype(dtype)
 
        if isinstance(data, DataFrame):
            data = data._mgr
            allow_mgr = True
            if not copy:
                # if not copying data, ensure to still return a shallow copy
                # to avoid the result sharing the same Manager
                data = data.copy(deep=False)
 
        if isinstance(data, (BlockManager, ArrayManager)):
            if not allow_mgr:
                # GH#52419
                warnings.warn(
                    f"Passing a {type(data).__name__} to {type(self).__name__} "
                    "is deprecated and will raise in a future version. "
                    "Use public APIs instead.",
                    DeprecationWarning,
                    stacklevel=1,  # bump to 2 once pyarrow 15.0 is released with fix
                )
 
            if using_copy_on_write():
                data = data.copy(deep=False)
            # first check if a Manager is passed without any other arguments
            # -> use fastpath (without checking Manager type)
            if index is None and columns is None and dtype is None and not copy:
                # GH#33357 fastpath
                NDFrame.__init__(self, data)
                return
 
        manager = _get_option("mode.data_manager", silent=True)
 
        is_pandas_object = isinstance(data, (Series, Index, ExtensionArray))
        data_dtype = getattr(data, "dtype", None)
        original_dtype = dtype
 
        # GH47215
        if isinstance(index, set):
            raise ValueError("index cannot be a set")
        if isinstance(columns, set):
            raise ValueError("columns cannot be a set")
 
        if copy is None:
            if isinstance(data, dict):
                # retain pre-GH#38939 default behavior
                copy = True
            elif (
                manager == "array"
                and isinstance(data, (np.ndarray, ExtensionArray))
                and data.ndim == 2
            ):
                # INFO(ArrayManager) by default copy the 2D input array to get
                # contiguous 1D arrays
                copy = True
            elif using_copy_on_write() and not isinstance(
                data, (Index, DataFrame, Series)
            ):
                copy = True
            else:
                copy = False
 
        if data is None:
            index = index if index is not None else default_index(0)
            columns = columns if columns is not None else default_index(0)
            dtype = dtype if dtype is not None else pandas_dtype(object)
            data = []
 
        if isinstance(data, (BlockManager, ArrayManager)):
            mgr = self._init_mgr(
                data, axes={"index": index, "columns": columns}, dtype=dtype, copy=copy
            )
 
        elif isinstance(data, dict):
            # GH#38939 de facto copy defaults to False only in non-dict cases
            mgr = dict_to_mgr(data, index, columns, dtype=dtype, copy=copy, typ=manager)
        elif isinstance(data, ma.MaskedArray):
            from numpy.ma import mrecords
 
            # masked recarray
            if isinstance(data, mrecords.MaskedRecords):
                raise TypeError(
                    "MaskedRecords are not supported. Pass "
                    "{name: data[name] for name in data.dtype.names} "
                    "instead"
                )
 
            # a masked array
            data = sanitize_masked_array(data)
            mgr = ndarray_to_mgr(
                data,
                index,
                columns,
                dtype=dtype,
                copy=copy,
                typ=manager,
            )
 
        elif isinstance(data, (np.ndarray, Series, Index, ExtensionArray)):
            if data.dtype.names:
                # i.e. numpy structured array
                data = cast(np.ndarray, data)
                mgr = rec_array_to_mgr(
                    data,
                    index,
                    columns,
                    dtype,
                    copy,
                    typ=manager,
                )
            elif getattr(data, "name", None) is not None:
                # i.e. Series/Index with non-None name
                _copy = copy if using_copy_on_write() else True
                mgr = dict_to_mgr(
                    # error: Item "ndarray" of "Union[ndarray, Series, Index]" has no
                    # attribute "name"
                    {data.name: data},  # type: ignore[union-attr]
                    index,
                    columns,
                    dtype=dtype,
                    typ=manager,
                    copy=_copy,
                )
            else:
                mgr = ndarray_to_mgr(
                    data,
                    index,
                    columns,
                    dtype=dtype,
                    copy=copy,
                    typ=manager,
                )
 
        # For data is list-like, or Iterable (will consume into list)
        elif is_list_like(data):
            if not isinstance(data, abc.Sequence):
                if hasattr(data, "__array__"):
                    # GH#44616 big perf improvement for e.g. pytorch tensor
                    data = np.asarray(data)
                else:
                    data = list(data)
            if len(data) > 0:
                if is_dataclass(data[0]):
                    data = dataclasses_to_dicts(data)
                if not isinstance(data, np.ndarray) and treat_as_nested(data):
                    # exclude ndarray as we may have cast it a few lines above
                    if columns is not None:
                        columns = ensure_index(columns)
                    arrays, columns, index = nested_data_to_arrays(
                        # error: Argument 3 to "nested_data_to_arrays" has incompatible
                        # type "Optional[Collection[Any]]"; expected "Optional[Index]"
                        data,
                        columns,
                        index,  # type: ignore[arg-type]
                        dtype,
                    )
                    mgr = arrays_to_mgr(
                        arrays,
                        columns,
                        index,
                        dtype=dtype,
                        typ=manager,
                    )
                else:
                    mgr = ndarray_to_mgr(
                        data,
                        index,
                        columns,
                        dtype=dtype,
                        copy=copy,
                        typ=manager,
                    )
            else:
                mgr = dict_to_mgr(
                    {},
                    index,
                    columns if columns is not None else default_index(0),
                    dtype=dtype,
                    typ=manager,
                )
        # For data is scalar
        else:
            if index is None or columns is None:
                raise ValueError("DataFrame constructor not properly called!")
 
            index = ensure_index(index)
            columns = ensure_index(columns)
 
            if not dtype:
                dtype, _ = infer_dtype_from_scalar(data)
 
            # For data is a scalar extension dtype
            if isinstance(dtype, ExtensionDtype):
                # TODO(EA2D): special case not needed with 2D EAs
 
                values = [
                    construct_1d_arraylike_from_scalar(data, len(index), dtype)
                    for _ in range(len(columns))
                ]
                mgr = arrays_to_mgr(values, columns, index, dtype=None, typ=manager)
            else:
                arr2d = construct_2d_arraylike_from_scalar(
                    data,
                    len(index),
                    len(columns),
                    dtype,
                    copy,
                )
 
                mgr = ndarray_to_mgr(
                    arr2d,
                    index,
                    columns,
                    dtype=arr2d.dtype,
                    copy=False,
                    typ=manager,
                )
 
        # ensure correct Manager type according to settings
        mgr = mgr_to_mgr(mgr, typ=manager)
 
        NDFrame.__init__(self, mgr)
 
        if original_dtype is None and is_pandas_object and data_dtype == np.object_:
            if self.dtypes.iloc[0] != data_dtype:
                warnings.warn(
                    "Dtype inference on a pandas object "
                    "(Series, Index, ExtensionArray) is deprecated. The DataFrame "
                    "constructor will keep the original dtype in the future. "
                    "Call `infer_objects` on the result to get the old "
                    "behavior.",
                    FutureWarning,
                    stacklevel=2,
                )
 
    # ----------------------------------------------------------------------
 
    def __dataframe__(
        self, nan_as_null: bool = False, allow_copy: bool = True
    ) -> DataFrameXchg:
        """
        Return the dataframe interchange object implementing the interchange protocol.
 
        Parameters
        ----------
        nan_as_null : bool, default False
            `nan_as_null` is DEPRECATED and has no effect. Please avoid using
            it; it will be removed in a future release.
        allow_copy : bool, default True
            Whether to allow memory copying when exporting. If set to False
            it would cause non-zero-copy exports to fail.
 
        Returns
        -------
        DataFrame interchange object
            The object which consuming library can use to ingress the dataframe.
 
        Notes
        -----
        Details on the interchange protocol:
        https://data-apis.org/dataframe-protocol/latest/index.html
 
        Examples
        --------
        >>> df_not_necessarily_pandas = pd.DataFrame({'A': [1, 2], 'B': [3, 4]})
        >>> interchange_object = df_not_necessarily_pandas.__dataframe__()
        >>> interchange_object.column_names()
        Index(['A', 'B'], dtype='object')
        >>> df_pandas = (pd.api.interchange.from_dataframe
        ...              (interchange_object.select_columns_by_name(['A'])))
        >>> df_pandas
             A
        0    1
        1    2
 
        These methods (``column_names``, ``select_columns_by_name``) should work
        for any dataframe library which implements the interchange protocol.
        """
 
        from pandas.core.interchange.dataframe import PandasDataFrameXchg
 
        return PandasDataFrameXchg(self, allow_copy=allow_copy)
 
    def __dataframe_consortium_standard__(
        self, *, api_version: str | None = None
    ) -> Any:
        """
        Provide entry point to the Consortium DataFrame Standard API.
 
        This is developed and maintained outside of pandas.
        Please report any issues to https://github.com/data-apis/dataframe-api-compat.
        """
        dataframe_api_compat = import_optional_dependency("dataframe_api_compat")
        convert_to_standard_compliant_dataframe = (
            dataframe_api_compat.pandas_standard.convert_to_standard_compliant_dataframe
        )
        return convert_to_standard_compliant_dataframe(self, api_version=api_version)
 
    def __arrow_c_stream__(self, requested_schema=None):
        """
        Export the pandas DataFrame as an Arrow C stream PyCapsule.
 
        This relies on pyarrow to convert the pandas DataFrame to the Arrow
        format (and follows the default behaviour of ``pyarrow.Table.from_pandas``
        in its handling of the index, i.e. store the index as a column except
        for RangeIndex).
        This conversion is not necessarily zero-copy.
 
        Parameters
        ----------
        requested_schema : PyCapsule, default None
            The schema to which the dataframe should be casted, passed as a
            PyCapsule containing a C ArrowSchema representation of the
            requested schema.
 
        Returns
        -------
        PyCapsule
        """
        pa = import_optional_dependency("pyarrow", min_version="14.0.0")
        if requested_schema is not None:
            requested_schema = pa.Schema._import_from_c_capsule(requested_schema)
        table = pa.Table.from_pandas(self, schema=requested_schema)
        return table.__arrow_c_stream__()
 
    # ----------------------------------------------------------------------
 
    @property
    def axes(self) -> list[Index]:
        """
        Return a list representing the axes of the DataFrame.
 
        It has the row axis labels and column axis labels as the only members.
        They are returned in that order.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'col1': [1, 2], 'col2': [3, 4]})
        >>> df.axes
        [RangeIndex(start=0, stop=2, step=1), Index(['col1', 'col2'],
        dtype='object')]
        """
        return [self.index, self.columns]
 
    @property
    def shape(self) -> tuple[int, int]:
        """
        Return a tuple representing the dimensionality of the DataFrame.
 
        See Also
        --------
        ndarray.shape : Tuple of array dimensions.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'col1': [1, 2], 'col2': [3, 4]})
        >>> df.shape
        (2, 2)
 
        >>> df = pd.DataFrame({'col1': [1, 2], 'col2': [3, 4],
        ...                    'col3': [5, 6]})
        >>> df.shape
        (2, 3)
        """
        return len(self.index), len(self.columns)
 
    @property
    def _is_homogeneous_type(self) -> bool:
        """
        Whether all the columns in a DataFrame have the same type.
 
        Returns
        -------
        bool
 
        Examples
        --------
        >>> DataFrame({"A": [1, 2], "B": [3, 4]})._is_homogeneous_type
        True
        >>> DataFrame({"A": [1, 2], "B": [3.0, 4.0]})._is_homogeneous_type
        False
 
        Items with the same type but different sizes are considered
        different types.
 
        >>> DataFrame({
        ...    "A": np.array([1, 2], dtype=np.int32),
        ...    "B": np.array([1, 2], dtype=np.int64)})._is_homogeneous_type
        False
        """
        # The "<" part of "<=" here is for empty DataFrame cases
        return len({arr.dtype for arr in self._mgr.arrays}) <= 1
 
    @property
    def _can_fast_transpose(self) -> bool:
        """
        Can we transpose this DataFrame without creating any new array objects.
        """
        if isinstance(self._mgr, ArrayManager):
            return False
        blocks = self._mgr.blocks
        if len(blocks) != 1:
            return False
 
        dtype = blocks[0].dtype
        # TODO(EA2D) special case would be unnecessary with 2D EAs
        return not is_1d_only_ea_dtype(dtype)
 
    @property
    def _values(self) -> np.ndarray | DatetimeArray | TimedeltaArray | PeriodArray:
        """
        Analogue to ._values that may return a 2D ExtensionArray.
        """
        mgr = self._mgr
 
        if isinstance(mgr, ArrayManager):
            if len(mgr.arrays) == 1 and not is_1d_only_ea_dtype(mgr.arrays[0].dtype):
                # error: Item "ExtensionArray" of "Union[ndarray, ExtensionArray]"
                # has no attribute "reshape"
                return mgr.arrays[0].reshape(-1, 1)  # type: ignore[union-attr]
            return ensure_wrapped_if_datetimelike(self.values)
 
        blocks = mgr.blocks
        if len(blocks) != 1:
            return ensure_wrapped_if_datetimelike(self.values)
 
        arr = blocks[0].values
        if arr.ndim == 1:
            # non-2D ExtensionArray
            return self.values
 
        # more generally, whatever we allow in NDArrayBackedExtensionBlock
        arr = cast("np.ndarray | DatetimeArray | TimedeltaArray | PeriodArray", arr)
        return arr.T
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Rendering Methods
 
    def _repr_fits_vertical_(self) -> bool:
        """
        Check length against max_rows.
        """
        max_rows = get_option("display.max_rows")
        return len(self) <= max_rows
 
    def _repr_fits_horizontal_(self) -> bool:
        """
        Check if full repr fits in horizontal boundaries imposed by the display
        options width and max_columns.
        """
        width, height = console.get_console_size()
        max_columns = get_option("display.max_columns")
        nb_columns = len(self.columns)
 
        # exceed max columns
        if (max_columns and nb_columns > max_columns) or (
            width and nb_columns > (width // 2)
        ):
            return False
 
        # used by repr_html under IPython notebook or scripts ignore terminal
        # dims
        if width is None or not console.in_interactive_session():
            return True
 
        if get_option("display.width") is not None or console.in_ipython_frontend():
            # check at least the column row for excessive width
            max_rows = 1
        else:
            max_rows = get_option("display.max_rows")
 
        # when auto-detecting, so width=None and not in ipython front end
        # check whether repr fits horizontal by actually checking
        # the width of the rendered repr
        buf = StringIO()
 
        # only care about the stuff we'll actually print out
        # and to_string on entire frame may be expensive
        d = self
 
        if max_rows is not None:  # unlimited rows
            # min of two, where one may be None
            d = d.iloc[: min(max_rows, len(d))]
        else:
            return True
 
        d.to_string(buf=buf)
        value = buf.getvalue()
        repr_width = max(len(line) for line in value.split("\n"))
 
        return repr_width < width
 
    def _info_repr(self) -> bool:
        """
        True if the repr should show the info view.
        """
        info_repr_option = get_option("display.large_repr") == "info"
        return info_repr_option and not (
            self._repr_fits_horizontal_() and self._repr_fits_vertical_()
        )
 
    def __repr__(self) -> str:
        """
        Return a string representation for a particular DataFrame.
        """
        if self._info_repr():
            buf = StringIO()
            self.info(buf=buf)
            return buf.getvalue()
 
        repr_params = fmt.get_dataframe_repr_params()
        return self.to_string(**repr_params)
 
    def _repr_html_(self) -> str | None:
        """
        Return a html representation for a particular DataFrame.
 
        Mainly for IPython notebook.
        """
        if self._info_repr():
            buf = StringIO()
            self.info(buf=buf)
            # need to escape the <class>, should be the first line.
            val = buf.getvalue().replace("<", r"&lt;", 1)
            val = val.replace(">", r"&gt;", 1)
            return f"<pre>{val}</pre>"
 
        if get_option("display.notebook_repr_html"):
            max_rows = get_option("display.max_rows")
            min_rows = get_option("display.min_rows")
            max_cols = get_option("display.max_columns")
            show_dimensions = get_option("display.show_dimensions")
 
            formatter = fmt.DataFrameFormatter(
                self,
                columns=None,
                col_space=None,
                na_rep="NaN",
                formatters=None,
                float_format=None,
                sparsify=None,
                justify=None,
                index_names=True,
                header=True,
                index=True,
                bold_rows=True,
                escape=True,
                max_rows=max_rows,
                min_rows=min_rows,
                max_cols=max_cols,
                show_dimensions=show_dimensions,
                decimal=".",
            )
            return fmt.DataFrameRenderer(formatter).to_html(notebook=True)
        else:
            return None
 
    @overload
    def to_string(
        self,
        buf: None = ...,
        columns: Axes | None = ...,
        col_space: int | list[int] | dict[Hashable, int] | None = ...,
        header: bool | SequenceNotStr[str] = ...,
        index: bool = ...,
        na_rep: str = ...,
        formatters: fmt.FormattersType | None = ...,
        float_format: fmt.FloatFormatType | None = ...,
        sparsify: bool | None = ...,
        index_names: bool = ...,
        justify: str | None = ...,
        max_rows: int | None = ...,
        max_cols: int | None = ...,
        show_dimensions: bool = ...,
        decimal: str = ...,
        line_width: int | None = ...,
        min_rows: int | None = ...,
        max_colwidth: int | None = ...,
        encoding: str | None = ...,
    ) -> str:
        ...
 
    @overload
    def to_string(
        self,
        buf: FilePath | WriteBuffer[str],
        columns: Axes | None = ...,
        col_space: int | list[int] | dict[Hashable, int] | None = ...,
        header: bool | SequenceNotStr[str] = ...,
        index: bool = ...,
        na_rep: str = ...,
        formatters: fmt.FormattersType | None = ...,
        float_format: fmt.FloatFormatType | None = ...,
        sparsify: bool | None = ...,
        index_names: bool = ...,
        justify: str | None = ...,
        max_rows: int | None = ...,
        max_cols: int | None = ...,
        show_dimensions: bool = ...,
        decimal: str = ...,
        line_width: int | None = ...,
        min_rows: int | None = ...,
        max_colwidth: int | None = ...,
        encoding: str | None = ...,
    ) -> None:
        ...
 
    @deprecate_nonkeyword_arguments(
        version="3.0", allowed_args=["self", "buf"], name="to_string"
    )
    @Substitution(
        header_type="bool or list of str",
        header="Write out the column names. If a list of columns "
        "is given, it is assumed to be aliases for the "
        "column names",
        col_space_type="int, list or dict of int",
        col_space="The minimum width of each column. If a list of ints is given "
        "every integers corresponds with one column. If a dict is given, the key "
        "references the column, while the value defines the space to use.",
    )
    @Substitution(shared_params=fmt.common_docstring, returns=fmt.return_docstring)
    def to_string(
        self,
        buf: FilePath | WriteBuffer[str] | None = None,
        columns: Axes | None = None,
        col_space: int | list[int] | dict[Hashable, int] | None = None,
        header: bool | SequenceNotStr[str] = True,
        index: bool = True,
        na_rep: str = "NaN",
        formatters: fmt.FormattersType | None = None,
        float_format: fmt.FloatFormatType | None = None,
        sparsify: bool | None = None,
        index_names: bool = True,
        justify: str | None = None,
        max_rows: int | None = None,
        max_cols: int | None = None,
        show_dimensions: bool = False,
        decimal: str = ".",
        line_width: int | None = None,
        min_rows: int | None = None,
        max_colwidth: int | None = None,
        encoding: str | None = None,
    ) -> str | None:
        """
        Render a DataFrame to a console-friendly tabular output.
        %(shared_params)s
        line_width : int, optional
            Width to wrap a line in characters.
        min_rows : int, optional
            The number of rows to display in the console in a truncated repr
            (when number of rows is above `max_rows`).
        max_colwidth : int, optional
            Max width to truncate each column in characters. By default, no limit.
        encoding : str, default "utf-8"
            Set character encoding.
        %(returns)s
        See Also
        --------
        to_html : Convert DataFrame to HTML.
 
        Examples
        --------
        >>> d = {'col1': [1, 2, 3], 'col2': [4, 5, 6]}
        >>> df = pd.DataFrame(d)
        >>> print(df.to_string())
           col1  col2
        0     1     4
        1     2     5
        2     3     6
        """
        from pandas import option_context
 
        with option_context("display.max_colwidth", max_colwidth):
            formatter = fmt.DataFrameFormatter(
                self,
                columns=columns,
                col_space=col_space,
                na_rep=na_rep,
                formatters=formatters,
                float_format=float_format,
                sparsify=sparsify,
                justify=justify,
                index_names=index_names,
                header=header,
                index=index,
                min_rows=min_rows,
                max_rows=max_rows,
                max_cols=max_cols,
                show_dimensions=show_dimensions,
                decimal=decimal,
            )
            return fmt.DataFrameRenderer(formatter).to_string(
                buf=buf,
                encoding=encoding,
                line_width=line_width,
            )
 
    def _get_values_for_csv(
        self,
        *,
        float_format: FloatFormatType | None,
        date_format: str | None,
        decimal: str,
        na_rep: str,
        quoting,  # int csv.QUOTE_FOO from stdlib
    ) -> Self:
        # helper used by to_csv
        mgr = self._mgr.get_values_for_csv(
            float_format=float_format,
            date_format=date_format,
            decimal=decimal,
            na_rep=na_rep,
            quoting=quoting,
        )
        # error: Incompatible return value type (got "DataFrame", expected "Self")
        return self._constructor_from_mgr(mgr, axes=mgr.axes)  # type: ignore[return-value]
 
    # ----------------------------------------------------------------------
 
    @property
    def style(self) -> Styler:
        """
        Returns a Styler object.
 
        Contains methods for building a styled HTML representation of the DataFrame.
 
        See Also
        --------
        io.formats.style.Styler : Helps style a DataFrame or Series according to the
            data with HTML and CSS.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3]})
        >>> df.style  # doctest: +SKIP
 
        Please see
        `Table Visualization <../../user_guide/style.ipynb>`_ for more examples.
        """
        # Raise AttributeError so that inspect works even if jinja2 is not installed.
        has_jinja2 = import_optional_dependency("jinja2", errors="ignore")
        if not has_jinja2:
            raise AttributeError("The '.style' accessor requires jinja2")
 
        from pandas.io.formats.style import Styler
 
        return Styler(self)
 
    _shared_docs[
        "items"
    ] = r"""
        Iterate over (column name, Series) pairs.
 
        Iterates over the DataFrame columns, returning a tuple with
        the column name and the content as a Series.
 
        Yields
        ------
        label : object
            The column names for the DataFrame being iterated over.
        content : Series
            The column entries belonging to each label, as a Series.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.iterrows : Iterate over DataFrame rows as
            (index, Series) pairs.
        DataFrame.itertuples : Iterate over DataFrame rows as namedtuples
            of the values.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'species': ['bear', 'bear', 'marsupial'],
        ...                   'population': [1864, 22000, 80000]},
        ...                   index=['panda', 'polar', 'koala'])
        >>> df
                species   population
        panda   bear      1864
        polar   bear      22000
        koala   marsupial 80000
        >>> for label, content in df.items():
        ...     print(f'label: {label}')
        ...     print(f'content: {content}', sep='\n')
        ...
        label: species
        content:
        panda         bear
        polar         bear
        koala    marsupial
        Name: species, dtype: object
        label: population
        content:
        panda     1864
        polar    22000
        koala    80000
        Name: population, dtype: int64
        """
 
    @Appender(_shared_docs["items"])
    def items(self) -> Iterable[tuple[Hashable, Series]]:
        if self.columns.is_unique and hasattr(self, "_item_cache"):
            for k in self.columns:
                yield k, self._get_item_cache(k)
        else:
            for i, k in enumerate(self.columns):
                yield k, self._ixs(i, axis=1)
 
    def iterrows(self) -> Iterable[tuple[Hashable, Series]]:
        """
        Iterate over DataFrame rows as (index, Series) pairs.
 
        Yields
        ------
        index : label or tuple of label
            The index of the row. A tuple for a `MultiIndex`.
        data : Series
            The data of the row as a Series.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.itertuples : Iterate over DataFrame rows as namedtuples of the values.
        DataFrame.items : Iterate over (column name, Series) pairs.
 
        Notes
        -----
        1. Because ``iterrows`` returns a Series for each row,
           it does **not** preserve dtypes across the rows (dtypes are
           preserved across columns for DataFrames).
 
           To preserve dtypes while iterating over the rows, it is better
           to use :meth:`itertuples` which returns namedtuples of the values
           and which is generally faster than ``iterrows``.
 
        2. You should **never modify** something you are iterating over.
           This is not guaranteed to work in all cases. Depending on the
           data types, the iterator returns a copy and not a view, and writing
           to it will have no effect.
 
        Examples
        --------
 
        >>> df = pd.DataFrame([[1, 1.5]], columns=['int', 'float'])
        >>> row = next(df.iterrows())[1]
        >>> row
        int      1.0
        float    1.5
        Name: 0, dtype: float64
        >>> print(row['int'].dtype)
        float64
        >>> print(df['int'].dtype)
        int64
        """
        columns = self.columns
        klass = self._constructor_sliced
        using_cow = using_copy_on_write()
        for k, v in zip(self.index, self.values):
            s = klass(v, index=columns, name=k).__finalize__(self)
            if using_cow and self._mgr.is_single_block:
                s._mgr.add_references(self._mgr)  # type: ignore[arg-type]
            yield k, s
 
    def itertuples(
        self, index: bool = True, name: str | None = "Pandas"
    ) -> Iterable[tuple[Any, ...]]:
        """
        Iterate over DataFrame rows as namedtuples.
 
        Parameters
        ----------
        index : bool, default True
            If True, return the index as the first element of the tuple.
        name : str or None, default "Pandas"
            The name of the returned namedtuples or None to return regular
            tuples.
 
        Returns
        -------
        iterator
            An object to iterate over namedtuples for each row in the
            DataFrame with the first field possibly being the index and
            following fields being the column values.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.iterrows : Iterate over DataFrame rows as (index, Series)
            pairs.
        DataFrame.items : Iterate over (column name, Series) pairs.
 
        Notes
        -----
        The column names will be renamed to positional names if they are
        invalid Python identifiers, repeated, or start with an underscore.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'num_legs': [4, 2], 'num_wings': [0, 2]},
        ...                   index=['dog', 'hawk'])
        >>> df
              num_legs  num_wings
        dog          4          0
        hawk         2          2
        >>> for row in df.itertuples():
        ...     print(row)
        ...
        Pandas(Index='dog', num_legs=4, num_wings=0)
        Pandas(Index='hawk', num_legs=2, num_wings=2)
 
        By setting the `index` parameter to False we can remove the index
        as the first element of the tuple:
 
        >>> for row in df.itertuples(index=False):
        ...     print(row)
        ...
        Pandas(num_legs=4, num_wings=0)
        Pandas(num_legs=2, num_wings=2)
 
        With the `name` parameter set we set a custom name for the yielded
        namedtuples:
 
        >>> for row in df.itertuples(name='Animal'):
        ...     print(row)
        ...
        Animal(Index='dog', num_legs=4, num_wings=0)
        Animal(Index='hawk', num_legs=2, num_wings=2)
        """
        arrays = []
        fields = list(self.columns)
        if index:
            arrays.append(self.index)
            fields.insert(0, "Index")
 
        # use integer indexing because of possible duplicate column names
        arrays.extend(self.iloc[:, k] for k in range(len(self.columns)))
 
        if name is not None:
            # https://github.com/python/mypy/issues/9046
            # error: namedtuple() expects a string literal as the first argument
            itertuple = collections.namedtuple(  # type: ignore[misc]
                name, fields, rename=True
            )
            return map(itertuple._make, zip(*arrays))
 
        # fallback to regular tuples
        return zip(*arrays)
 
    def __len__(self) -> int:
        """
        Returns length of info axis, but here we use the index.
        """
        return len(self.index)
 
    @overload
    def dot(self, other: Series) -> Series:
        ...
 
    @overload
    def dot(self, other: DataFrame | Index | ArrayLike) -> DataFrame:
        ...
 
    def dot(self, other: AnyArrayLike | DataFrame) -> DataFrame | Series:
        """
        Compute the matrix multiplication between the DataFrame and other.
 
        This method computes the matrix product between the DataFrame and the
        values of an other Series, DataFrame or a numpy array.
 
        It can also be called using ``self @ other``.
 
        Parameters
        ----------
        other : Series, DataFrame or array-like
            The other object to compute the matrix product with.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            If other is a Series, return the matrix product between self and
            other as a Series. If other is a DataFrame or a numpy.array, return
            the matrix product of self and other in a DataFrame of a np.array.
 
        See Also
        --------
        Series.dot: Similar method for Series.
 
        Notes
        -----
        The dimensions of DataFrame and other must be compatible in order to
        compute the matrix multiplication. In addition, the column names of
        DataFrame and the index of other must contain the same values, as they
        will be aligned prior to the multiplication.
 
        The dot method for Series computes the inner product, instead of the
        matrix product here.
 
        Examples
        --------
        Here we multiply a DataFrame with a Series.
 
        >>> df = pd.DataFrame([[0, 1, -2, -1], [1, 1, 1, 1]])
        >>> s = pd.Series([1, 1, 2, 1])
        >>> df.dot(s)
        0    -4
        1     5
        dtype: int64
 
        Here we multiply a DataFrame with another DataFrame.
 
        >>> other = pd.DataFrame([[0, 1], [1, 2], [-1, -1], [2, 0]])
        >>> df.dot(other)
            0   1
        0   1   4
        1   2   2
 
        Note that the dot method give the same result as @
 
        >>> df @ other
            0   1
        0   1   4
        1   2   2
 
        The dot method works also if other is an np.array.
 
        >>> arr = np.array([[0, 1], [1, 2], [-1, -1], [2, 0]])
        >>> df.dot(arr)
            0   1
        0   1   4
        1   2   2
 
        Note how shuffling of the objects does not change the result.
 
        >>> s2 = s.reindex([1, 0, 2, 3])
        >>> df.dot(s2)
        0    -4
        1     5
        dtype: int64
        """
        if isinstance(other, (Series, DataFrame)):
            common = self.columns.union(other.index)
            if len(common) > len(self.columns) or len(common) > len(other.index):
                raise ValueError("matrices are not aligned")
 
            left = self.reindex(columns=common, copy=False)
            right = other.reindex(index=common, copy=False)
            lvals = left.values
            rvals = right._values
        else:
            left = self
            lvals = self.values
            rvals = np.asarray(other)
            if lvals.shape[1] != rvals.shape[0]:
                raise ValueError(
                    f"Dot product shape mismatch, {lvals.shape} vs {rvals.shape}"
                )
 
        if isinstance(other, DataFrame):
            common_type = find_common_type(list(self.dtypes) + list(other.dtypes))
            return self._constructor(
                np.dot(lvals, rvals),
                index=left.index,
                columns=other.columns,
                copy=False,
                dtype=common_type,
            )
        elif isinstance(other, Series):
            common_type = find_common_type(list(self.dtypes) + [other.dtypes])
            return self._constructor_sliced(
                np.dot(lvals, rvals), index=left.index, copy=False, dtype=common_type
            )
        elif isinstance(rvals, (np.ndarray, Index)):
            result = np.dot(lvals, rvals)
            if result.ndim == 2:
                return self._constructor(result, index=left.index, copy=False)
            else:
                return self._constructor_sliced(result, index=left.index, copy=False)
        else:  # pragma: no cover
            raise TypeError(f"unsupported type: {type(other)}")
 
    @overload
    def __matmul__(self, other: Series) -> Series:
        ...
 
    @overload
    def __matmul__(self, other: AnyArrayLike | DataFrame) -> DataFrame | Series:
        ...
 
    def __matmul__(self, other: AnyArrayLike | DataFrame) -> DataFrame | Series:
        """
        Matrix multiplication using binary `@` operator.
        """
        return self.dot(other)
 
    def __rmatmul__(self, other) -> DataFrame:
        """
        Matrix multiplication using binary `@` operator.
        """
        try:
            return self.T.dot(np.transpose(other)).T
        except ValueError as err:
            if "shape mismatch" not in str(err):
                raise
            # GH#21581 give exception message for original shapes
            msg = f"shapes {np.shape(other)} and {self.shape} not aligned"
            raise ValueError(msg) from err
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # IO methods (to / from other formats)
 
    @classmethod
    def from_dict(
        cls,
        data: dict,
        orient: FromDictOrient = "columns",
        dtype: Dtype | None = None,
        columns: Axes | None = None,
    ) -> DataFrame:
        """
        Construct DataFrame from dict of array-like or dicts.
 
        Creates DataFrame object from dictionary by columns or by index
        allowing dtype specification.
 
        Parameters
        ----------
        data : dict
            Of the form {field : array-like} or {field : dict}.
        orient : {'columns', 'index', 'tight'}, default 'columns'
            The "orientation" of the data. If the keys of the passed dict
            should be the columns of the resulting DataFrame, pass 'columns'
            (default). Otherwise if the keys should be rows, pass 'index'.
            If 'tight', assume a dict with keys ['index', 'columns', 'data',
            'index_names', 'column_names'].
 
            .. versionadded:: 1.4.0
               'tight' as an allowed value for the ``orient`` argument
 
        dtype : dtype, default None
            Data type to force after DataFrame construction, otherwise infer.
        columns : list, default None
            Column labels to use when ``orient='index'``. Raises a ValueError
            if used with ``orient='columns'`` or ``orient='tight'``.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
 
        See Also
        --------
        DataFrame.from_records : DataFrame from structured ndarray, sequence
            of tuples or dicts, or DataFrame.
        DataFrame : DataFrame object creation using constructor.
        DataFrame.to_dict : Convert the DataFrame to a dictionary.
 
        Examples
        --------
        By default the keys of the dict become the DataFrame columns:
 
        >>> data = {'col_1': [3, 2, 1, 0], 'col_2': ['a', 'b', 'c', 'd']}
        >>> pd.DataFrame.from_dict(data)
           col_1 col_2
        0      3     a
        1      2     b
        2      1     c
        3      0     d
 
        Specify ``orient='index'`` to create the DataFrame using dictionary
        keys as rows:
 
        >>> data = {'row_1': [3, 2, 1, 0], 'row_2': ['a', 'b', 'c', 'd']}
        >>> pd.DataFrame.from_dict(data, orient='index')
               0  1  2  3
        row_1  3  2  1  0
        row_2  a  b  c  d
 
        When using the 'index' orientation, the column names can be
        specified manually:
 
        >>> pd.DataFrame.from_dict(data, orient='index',
        ...                        columns=['A', 'B', 'C', 'D'])
               A  B  C  D
        row_1  3  2  1  0
        row_2  a  b  c  d
 
        Specify ``orient='tight'`` to create the DataFrame using a 'tight'
        format:
 
        >>> data = {'index': [('a', 'b'), ('a', 'c')],
        ...         'columns': [('x', 1), ('y', 2)],
        ...         'data': [[1, 3], [2, 4]],
        ...         'index_names': ['n1', 'n2'],
        ...         'column_names': ['z1', 'z2']}
        >>> pd.DataFrame.from_dict(data, orient='tight')
        z1     x  y
        z2     1  2
        n1 n2
        a  b   1  3
           c   2  4
        """
        index = None
        orient = orient.lower()  # type: ignore[assignment]
        if orient == "index":
            if len(data) > 0:
                # TODO speed up Series case
                if isinstance(next(iter(data.values())), (Series, dict)):
                    data = _from_nested_dict(data)
                else:
                    index = list(data.keys())
                    # error: Incompatible types in assignment (expression has type
                    # "List[Any]", variable has type "Dict[Any, Any]")
                    data = list(data.values())  # type: ignore[assignment]
        elif orient in ("columns", "tight"):
            if columns is not None:
                raise ValueError(f"cannot use columns parameter with orient='{orient}'")
        else:  # pragma: no cover
            raise ValueError(
                f"Expected 'index', 'columns' or 'tight' for orient parameter. "
                f"Got '{orient}' instead"
            )
 
        if orient != "tight":
            return cls(data, index=index, columns=columns, dtype=dtype)
        else:
            realdata = data["data"]
 
            def create_index(indexlist, namelist):
                index: Index
                if len(namelist) > 1:
                    index = MultiIndex.from_tuples(indexlist, names=namelist)
                else:
                    index = Index(indexlist, name=namelist[0])
                return index
 
            index = create_index(data["index"], data["index_names"])
            columns = create_index(data["columns"], data["column_names"])
            return cls(realdata, index=index, columns=columns, dtype=dtype)
 
    def to_numpy(
        self,
        dtype: npt.DTypeLike | None = None,
        copy: bool = False,
        na_value: object = lib.no_default,
    ) -> np.ndarray:
        """
        Convert the DataFrame to a NumPy array.
 
        By default, the dtype of the returned array will be the common NumPy
        dtype of all types in the DataFrame. For example, if the dtypes are
        ``float16`` and ``float32``, the results dtype will be ``float32``.
        This may require copying data and coercing values, which may be
        expensive.
 
        Parameters
        ----------
        dtype : str or numpy.dtype, optional
            The dtype to pass to :meth:`numpy.asarray`.
        copy : bool, default False
            Whether to ensure that the returned value is not a view on
            another array. Note that ``copy=False`` does not *ensure* that
            ``to_numpy()`` is no-copy. Rather, ``copy=True`` ensure that
            a copy is made, even if not strictly necessary.
        na_value : Any, optional
            The value to use for missing values. The default value depends
            on `dtype` and the dtypes of the DataFrame columns.
 
        Returns
        -------
        numpy.ndarray
 
        See Also
        --------
        Series.to_numpy : Similar method for Series.
 
        Examples
        --------
        >>> pd.DataFrame({"A": [1, 2], "B": [3, 4]}).to_numpy()
        array([[1, 3],
               [2, 4]])
 
        With heterogeneous data, the lowest common type will have to
        be used.
 
        >>> df = pd.DataFrame({"A": [1, 2], "B": [3.0, 4.5]})
        >>> df.to_numpy()
        array([[1. , 3. ],
               [2. , 4.5]])
 
        For a mix of numeric and non-numeric types, the output array will
        have object dtype.
 
        >>> df['C'] = pd.date_range('2000', periods=2)
        >>> df.to_numpy()
        array([[1, 3.0, Timestamp('2000-01-01 00:00:00')],
               [2, 4.5, Timestamp('2000-01-02 00:00:00')]], dtype=object)
        """
        if dtype is not None:
            dtype = np.dtype(dtype)
        result = self._mgr.as_array(dtype=dtype, copy=copy, na_value=na_value)
        if result.dtype is not dtype:
            result = np.asarray(result, dtype=dtype)
 
        return result
 
    def _create_data_for_split_and_tight_to_dict(
        self, are_all_object_dtype_cols: bool, object_dtype_indices: list[int]
    ) -> list:
        """
        Simple helper method to create data for to ``to_dict(orient="split")`` and
        ``to_dict(orient="tight")`` to create the main output data
        """
        if are_all_object_dtype_cols:
            data = [
                list(map(maybe_box_native, t))
                for t in self.itertuples(index=False, name=None)
            ]
        else:
            data = [list(t) for t in self.itertuples(index=False, name=None)]
            if object_dtype_indices:
                # If we have object_dtype_cols, apply maybe_box_naive after list
                # comprehension for perf
                for row in data:
                    for i in object_dtype_indices:
                        row[i] = maybe_box_native(row[i])
        return data
 
    @overload
    def to_dict(
        self,
        orient: Literal["dict", "list", "series", "split", "tight", "index"] = ...,
        *,
        into: type[MutableMappingT] | MutableMappingT,
        index: bool = ...,
    ) -> MutableMappingT:
        ...
 
    @overload
    def to_dict(
        self,
        orient: Literal["records"],
        *,
        into: type[MutableMappingT] | MutableMappingT,
        index: bool = ...,
    ) -> list[MutableMappingT]:
        ...
 
    @overload
    def to_dict(
        self,
        orient: Literal["dict", "list", "series", "split", "tight", "index"] = ...,
        *,
        into: type[dict] = ...,
        index: bool = ...,
    ) -> dict:
        ...
 
    @overload
    def to_dict(
        self,
        orient: Literal["records"],
        *,
        into: type[dict] = ...,
        index: bool = ...,
    ) -> list[dict]:
        ...
 
    # error: Incompatible default for argument "into" (default has type "type
    # [dict[Any, Any]]", argument has type "type[MutableMappingT] | MutableMappingT")
    @deprecate_nonkeyword_arguments(
        version="3.0", allowed_args=["self", "orient"], name="to_dict"
    )
    def to_dict(
        self,
        orient: Literal[
            "dict", "list", "series", "split", "tight", "records", "index"
        ] = "dict",
        into: type[MutableMappingT]
        | MutableMappingT = dict,  # type: ignore[assignment]
        index: bool = True,
    ) -> MutableMappingT | list[MutableMappingT]:
        """
        Convert the DataFrame to a dictionary.
 
        The type of the key-value pairs can be customized with the parameters
        (see below).
 
        Parameters
        ----------
        orient : str {'dict', 'list', 'series', 'split', 'tight', 'records', 'index'}
            Determines the type of the values of the dictionary.
 
            - 'dict' (default) : dict like {column -> {index -> value}}
            - 'list' : dict like {column -> [values]}
            - 'series' : dict like {column -> Series(values)}
            - 'split' : dict like
              {'index' -> [index], 'columns' -> [columns], 'data' -> [values]}
            - 'tight' : dict like
              {'index' -> [index], 'columns' -> [columns], 'data' -> [values],
              'index_names' -> [index.names], 'column_names' -> [column.names]}
            - 'records' : list like
              [{column -> value}, ... , {column -> value}]
            - 'index' : dict like {index -> {column -> value}}
 
            .. versionadded:: 1.4.0
                'tight' as an allowed value for the ``orient`` argument
 
        into : class, default dict
            The collections.abc.MutableMapping subclass used for all Mappings
            in the return value.  Can be the actual class or an empty
            instance of the mapping type you want.  If you want a
            collections.defaultdict, you must pass it initialized.
 
        index : bool, default True
            Whether to include the index item (and index_names item if `orient`
            is 'tight') in the returned dictionary. Can only be ``False``
            when `orient` is 'split' or 'tight'.
 
            .. versionadded:: 2.0.0
 
        Returns
        -------
        dict, list or collections.abc.MutableMapping
            Return a collections.abc.MutableMapping object representing the
            DataFrame. The resulting transformation depends on the `orient`
            parameter.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.from_dict: Create a DataFrame from a dictionary.
        DataFrame.to_json: Convert a DataFrame to JSON format.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'col1': [1, 2],
        ...                    'col2': [0.5, 0.75]},
        ...                   index=['row1', 'row2'])
        >>> df
              col1  col2
        row1     1  0.50
        row2     2  0.75
        >>> df.to_dict()
        {'col1': {'row1': 1, 'row2': 2}, 'col2': {'row1': 0.5, 'row2': 0.75}}
 
        You can specify the return orientation.
 
        >>> df.to_dict('series')
        {'col1': row1    1
                 row2    2
        Name: col1, dtype: int64,
        'col2': row1    0.50
                row2    0.75
        Name: col2, dtype: float64}
 
        >>> df.to_dict('split')
        {'index': ['row1', 'row2'], 'columns': ['col1', 'col2'],
         'data': [[1, 0.5], [2, 0.75]]}
 
        >>> df.to_dict('records')
        [{'col1': 1, 'col2': 0.5}, {'col1': 2, 'col2': 0.75}]
 
        >>> df.to_dict('index')
        {'row1': {'col1': 1, 'col2': 0.5}, 'row2': {'col1': 2, 'col2': 0.75}}
 
        >>> df.to_dict('tight')
        {'index': ['row1', 'row2'], 'columns': ['col1', 'col2'],
         'data': [[1, 0.5], [2, 0.75]], 'index_names': [None], 'column_names': [None]}
 
        You can also specify the mapping type.
 
        >>> from collections import OrderedDict, defaultdict
        >>> df.to_dict(into=OrderedDict)
        OrderedDict([('col1', OrderedDict([('row1', 1), ('row2', 2)])),
                     ('col2', OrderedDict([('row1', 0.5), ('row2', 0.75)]))])
 
        If you want a `defaultdict`, you need to initialize it:
 
        >>> dd = defaultdict(list)
        >>> df.to_dict('records', into=dd)
        [defaultdict(<class 'list'>, {'col1': 1, 'col2': 0.5}),
         defaultdict(<class 'list'>, {'col1': 2, 'col2': 0.75})]
        """
        from pandas.core.methods.to_dict import to_dict
 
        return to_dict(self, orient, into=into, index=index)
 
    @deprecate_nonkeyword_arguments(
        version="3.0", allowed_args=["self", "destination_table"], name="to_gbq"
    )
    def to_gbq(
        self,
        destination_table: str,
        project_id: str | None = None,
        chunksize: int | None = None,
        reauth: bool = False,
        if_exists: ToGbqIfexist = "fail",
        auth_local_webserver: bool = True,
        table_schema: list[dict[str, str]] | None = None,
        location: str | None = None,
        progress_bar: bool = True,
        credentials=None,
    ) -> None:
        """
        Write a DataFrame to a Google BigQuery table.
 
        .. deprecated:: 2.2.0
 
           Please use ``pandas_gbq.to_gbq`` instead.
 
        This function requires the `pandas-gbq package
        <https://pandas-gbq.readthedocs.io>`__.
 
        See the `How to authenticate with Google BigQuery
        <https://pandas-gbq.readthedocs.io/en/latest/howto/authentication.html>`__
        guide for authentication instructions.
 
        Parameters
        ----------
        destination_table : str
            Name of table to be written, in the form ``dataset.tablename``.
        project_id : str, optional
            Google BigQuery Account project ID. Optional when available from
            the environment.
        chunksize : int, optional
            Number of rows to be inserted in each chunk from the dataframe.
            Set to ``None`` to load the whole dataframe at once.
        reauth : bool, default False
            Force Google BigQuery to re-authenticate the user. This is useful
            if multiple accounts are used.
        if_exists : str, default 'fail'
            Behavior when the destination table exists. Value can be one of:
 
            ``'fail'``
                If table exists raise pandas_gbq.gbq.TableCreationError.
            ``'replace'``
                If table exists, drop it, recreate it, and insert data.
            ``'append'``
                If table exists, insert data. Create if does not exist.
        auth_local_webserver : bool, default True
            Use the `local webserver flow`_ instead of the `console flow`_
            when getting user credentials.
 
            .. _local webserver flow:
                https://google-auth-oauthlib.readthedocs.io/en/latest/reference/google_auth_oauthlib.flow.html#google_auth_oauthlib.flow.InstalledAppFlow.run_local_server
            .. _console flow:
                https://google-auth-oauthlib.readthedocs.io/en/latest/reference/google_auth_oauthlib.flow.html#google_auth_oauthlib.flow.InstalledAppFlow.run_console
 
            *New in version 0.2.0 of pandas-gbq*.
 
            .. versionchanged:: 1.5.0
               Default value is changed to ``True``. Google has deprecated the
               ``auth_local_webserver = False`` `"out of band" (copy-paste)
               flow
               <https://developers.googleblog.com/2022/02/making-oauth-flows-safer.html?m=1#disallowed-oob>`_.
        table_schema : list of dicts, optional
            List of BigQuery table fields to which according DataFrame
            columns conform to, e.g. ``[{'name': 'col1', 'type':
            'STRING'},...]``. If schema is not provided, it will be
            generated according to dtypes of DataFrame columns. See
            BigQuery API documentation on available names of a field.
 
            *New in version 0.3.1 of pandas-gbq*.
        location : str, optional
            Location where the load job should run. See the `BigQuery locations
            documentation
            <https://cloud.google.com/bigquery/docs/dataset-locations>`__ for a
            list of available locations. The location must match that of the
            target dataset.
 
            *New in version 0.5.0 of pandas-gbq*.
        progress_bar : bool, default True
            Use the library `tqdm` to show the progress bar for the upload,
            chunk by chunk.
 
            *New in version 0.5.0 of pandas-gbq*.
        credentials : google.auth.credentials.Credentials, optional
            Credentials for accessing Google APIs. Use this parameter to
            override default credentials, such as to use Compute Engine
            :class:`google.auth.compute_engine.Credentials` or Service
            Account :class:`google.oauth2.service_account.Credentials`
            directly.
 
            *New in version 0.8.0 of pandas-gbq*.
 
        See Also
        --------
        pandas_gbq.to_gbq : This function in the pandas-gbq library.
        read_gbq : Read a DataFrame from Google BigQuery.
 
        Examples
        --------
        Example taken from `Google BigQuery documentation
        <https://cloud.google.com/bigquery/docs/samples/bigquery-pandas-gbq-to-gbq-simple>`_
 
        >>> project_id = "my-project"
        >>> table_id = 'my_dataset.my_table'
        >>> df = pd.DataFrame({
        ...                   "my_string": ["a", "b", "c"],
        ...                   "my_int64": [1, 2, 3],
        ...                   "my_float64": [4.0, 5.0, 6.0],
        ...                   "my_bool1": [True, False, True],
        ...                   "my_bool2": [False, True, False],
        ...                   "my_dates": pd.date_range("now", periods=3),
        ...                   }
        ...                   )
 
        >>> df.to_gbq(table_id, project_id=project_id)  # doctest: +SKIP
        """
        from pandas.io import gbq
 
        gbq.to_gbq(
            self,
            destination_table,
            project_id=project_id,
            chunksize=chunksize,
            reauth=reauth,
            if_exists=if_exists,
            auth_local_webserver=auth_local_webserver,
            table_schema=table_schema,
            location=location,
            progress_bar=progress_bar,
            credentials=credentials,
        )
 
    @classmethod
    def from_records(
        cls,
        data,
        index=None,
        exclude=None,
        columns=None,
        coerce_float: bool = False,
        nrows: int | None = None,
    ) -> DataFrame:
        """
        Convert structured or record ndarray to DataFrame.
 
        Creates a DataFrame object from a structured ndarray, sequence of
        tuples or dicts, or DataFrame.
 
        Parameters
        ----------
        data : structured ndarray, sequence of tuples or dicts, or DataFrame
            Structured input data.
 
            .. deprecated:: 2.1.0
                Passing a DataFrame is deprecated.
        index : str, list of fields, array-like
            Field of array to use as the index, alternately a specific set of
            input labels to use.
        exclude : sequence, default None
            Columns or fields to exclude.
        columns : sequence, default None
            Column names to use. If the passed data do not have names
            associated with them, this argument provides names for the
            columns. Otherwise this argument indicates the order of the columns
            in the result (any names not found in the data will become all-NA
            columns).
        coerce_float : bool, default False
            Attempt to convert values of non-string, non-numeric objects (like
            decimal.Decimal) to floating point, useful for SQL result sets.
        nrows : int, default None
            Number of rows to read if data is an iterator.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
 
        See Also
        --------
        DataFrame.from_dict : DataFrame from dict of array-like or dicts.
        DataFrame : DataFrame object creation using constructor.
 
        Examples
        --------
        Data can be provided as a structured ndarray:
 
        >>> data = np.array([(3, 'a'), (2, 'b'), (1, 'c'), (0, 'd')],
        ...                 dtype=[('col_1', 'i4'), ('col_2', 'U1')])
        >>> pd.DataFrame.from_records(data)
           col_1 col_2
        0      3     a
        1      2     b
        2      1     c
        3      0     d
 
        Data can be provided as a list of dicts:
 
        >>> data = [{'col_1': 3, 'col_2': 'a'},
        ...         {'col_1': 2, 'col_2': 'b'},
        ...         {'col_1': 1, 'col_2': 'c'},
        ...         {'col_1': 0, 'col_2': 'd'}]
        >>> pd.DataFrame.from_records(data)
           col_1 col_2
        0      3     a
        1      2     b
        2      1     c
        3      0     d
 
        Data can be provided as a list of tuples with corresponding columns:
 
        >>> data = [(3, 'a'), (2, 'b'), (1, 'c'), (0, 'd')]
        >>> pd.DataFrame.from_records(data, columns=['col_1', 'col_2'])
           col_1 col_2
        0      3     a
        1      2     b
        2      1     c
        3      0     d
        """
        if isinstance(data, DataFrame):
            warnings.warn(
                "Passing a DataFrame to DataFrame.from_records is deprecated. Use "
                "set_index and/or drop to modify the DataFrame instead.",
                FutureWarning,
                stacklevel=find_stack_level(),
            )
            if columns is not None:
                if is_scalar(columns):
                    columns = [columns]
                data = data[columns]
            if index is not None:
                data = data.set_index(index)
            if exclude is not None:
                data = data.drop(columns=exclude)
            return data.copy(deep=False)
 
        result_index = None
 
        # Make a copy of the input columns so we can modify it
        if columns is not None:
            columns = ensure_index(columns)
 
        def maybe_reorder(
            arrays: list[ArrayLike], arr_columns: Index, columns: Index, index
        ) -> tuple[list[ArrayLike], Index, Index | None]:
            """
            If our desired 'columns' do not match the data's pre-existing 'arr_columns',
            we re-order our arrays.  This is like a pre-emptive (cheap) reindex.
            """
            if len(arrays):
                length = len(arrays[0])
            else:
                length = 0
 
            result_index = None
            if len(arrays) == 0 and index is None and length == 0:
                result_index = default_index(0)
 
            arrays, arr_columns = reorder_arrays(arrays, arr_columns, columns, length)
            return arrays, arr_columns, result_index
 
        if is_iterator(data):
            if nrows == 0:
                return cls()
 
            try:
                first_row = next(data)
            except StopIteration:
                return cls(index=index, columns=columns)
 
            dtype = None
            if hasattr(first_row, "dtype") and first_row.dtype.names:
                dtype = first_row.dtype
 
            values = [first_row]
 
            if nrows is None:
                values += data
            else:
                values.extend(itertools.islice(data, nrows - 1))
 
            if dtype is not None:
                data = np.array(values, dtype=dtype)
            else:
                data = values
 
        if isinstance(data, dict):
            if columns is None:
                columns = arr_columns = ensure_index(sorted(data))
                arrays = [data[k] for k in columns]
            else:
                arrays = []
                arr_columns_list = []
                for k, v in data.items():
                    if k in columns:
                        arr_columns_list.append(k)
                        arrays.append(v)
 
                arr_columns = Index(arr_columns_list)
                arrays, arr_columns, result_index = maybe_reorder(
                    arrays, arr_columns, columns, index
                )
 
        elif isinstance(data, np.ndarray):
            arrays, columns = to_arrays(data, columns)
            arr_columns = columns
        else:
            arrays, arr_columns = to_arrays(data, columns)
            if coerce_float:
                for i, arr in enumerate(arrays):
                    if arr.dtype == object:
                        # error: Argument 1 to "maybe_convert_objects" has
                        # incompatible type "Union[ExtensionArray, ndarray]";
                        # expected "ndarray"
                        arrays[i] = lib.maybe_convert_objects(
                            arr,  # type: ignore[arg-type]
                            try_float=True,
                        )
 
            arr_columns = ensure_index(arr_columns)
            if columns is None:
                columns = arr_columns
            else:
                arrays, arr_columns, result_index = maybe_reorder(
                    arrays, arr_columns, columns, index
                )
 
        if exclude is None:
            exclude = set()
        else:
            exclude = set(exclude)
 
        if index is not None:
            if isinstance(index, str) or not hasattr(index, "__iter__"):
                i = columns.get_loc(index)
                exclude.add(index)
                if len(arrays) > 0:
                    result_index = Index(arrays[i], name=index)
                else:
                    result_index = Index([], name=index)
            else:
                try:
                    index_data = [arrays[arr_columns.get_loc(field)] for field in index]
                except (KeyError, TypeError):
                    # raised by get_loc, see GH#29258
                    result_index = index
                else:
                    result_index = ensure_index_from_sequences(index_data, names=index)
                    exclude.update(index)
 
        if any(exclude):
            arr_exclude = [x for x in exclude if x in arr_columns]
            to_remove = [arr_columns.get_loc(col) for col in arr_exclude]
            arrays = [v for i, v in enumerate(arrays) if i not in to_remove]
 
            columns = columns.drop(exclude)
 
        manager = _get_option("mode.data_manager", silent=True)
        mgr = arrays_to_mgr(arrays, columns, result_index, typ=manager)
        df = DataFrame._from_mgr(mgr, axes=mgr.axes)
        if cls is not DataFrame:
            return cls(df, copy=False)
        return df
 
    def to_records(
        self, index: bool = True, column_dtypes=None, index_dtypes=None
    ) -> np.rec.recarray:
        """
        Convert DataFrame to a NumPy record array.
 
        Index will be included as the first field of the record array if
        requested.
 
        Parameters
        ----------
        index : bool, default True
            Include index in resulting record array, stored in 'index'
            field or using the index label, if set.
        column_dtypes : str, type, dict, default None
            If a string or type, the data type to store all columns. If
            a dictionary, a mapping of column names and indices (zero-indexed)
            to specific data types.
        index_dtypes : str, type, dict, default None
            If a string or type, the data type to store all index levels. If
            a dictionary, a mapping of index level names and indices
            (zero-indexed) to specific data types.
 
            This mapping is applied only if `index=True`.
 
        Returns
        -------
        numpy.rec.recarray
            NumPy ndarray with the DataFrame labels as fields and each row
            of the DataFrame as entries.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.from_records: Convert structured or record ndarray
            to DataFrame.
        numpy.rec.recarray: An ndarray that allows field access using
            attributes, analogous to typed columns in a
            spreadsheet.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'A': [1, 2], 'B': [0.5, 0.75]},
        ...                   index=['a', 'b'])
        >>> df
           A     B
        a  1  0.50
        b  2  0.75
        >>> df.to_records()
        rec.array([('a', 1, 0.5 ), ('b', 2, 0.75)],
                  dtype=[('index', 'O'), ('A', '<i8'), ('B', '<f8')])
 
        If the DataFrame index has no label then the recarray field name
        is set to 'index'. If the index has a label then this is used as the
        field name:
 
        >>> df.index = df.index.rename("I")
        >>> df.to_records()
        rec.array([('a', 1, 0.5 ), ('b', 2, 0.75)],
                  dtype=[('I', 'O'), ('A', '<i8'), ('B', '<f8')])
 
        The index can be excluded from the record array:
 
        >>> df.to_records(index=False)
        rec.array([(1, 0.5 ), (2, 0.75)],
                  dtype=[('A', '<i8'), ('B', '<f8')])
 
        Data types can be specified for the columns:
 
        >>> df.to_records(column_dtypes={"A": "int32"})
        rec.array([('a', 1, 0.5 ), ('b', 2, 0.75)],
                  dtype=[('I', 'O'), ('A', '<i4'), ('B', '<f8')])
 
        As well as for the index:
 
        >>> df.to_records(index_dtypes="<S2")
        rec.array([(b'a', 1, 0.5 ), (b'b', 2, 0.75)],
                  dtype=[('I', 'S2'), ('A', '<i8'), ('B', '<f8')])
 
        >>> index_dtypes = f"<S{df.index.str.len().max()}"
        >>> df.to_records(index_dtypes=index_dtypes)
        rec.array([(b'a', 1, 0.5 ), (b'b', 2, 0.75)],
                  dtype=[('I', 'S1'), ('A', '<i8'), ('B', '<f8')])
        """
        if index:
            ix_vals = [
                np.asarray(self.index.get_level_values(i))
                for i in range(self.index.nlevels)
            ]
 
            arrays = ix_vals + [
                np.asarray(self.iloc[:, i]) for i in range(len(self.columns))
            ]
 
            index_names = list(self.index.names)
 
            if isinstance(self.index, MultiIndex):
                index_names = com.fill_missing_names(index_names)
            elif index_names[0] is None:
                index_names = ["index"]
 
            names = [str(name) for name in itertools.chain(index_names, self.columns)]
        else:
            arrays = [np.asarray(self.iloc[:, i]) for i in range(len(self.columns))]
            names = [str(c) for c in self.columns]
            index_names = []
 
        index_len = len(index_names)
        formats = []
 
        for i, v in enumerate(arrays):
            index_int = i
 
            # When the names and arrays are collected, we
            # first collect those in the DataFrame's index,
            # followed by those in its columns.
            #
            # Thus, the total length of the array is:
            # len(index_names) + len(DataFrame.columns).
            #
            # This check allows us to see whether we are
            # handling a name / array in the index or column.
            if index_int < index_len:
                dtype_mapping = index_dtypes
                name = index_names[index_int]
            else:
                index_int -= index_len
                dtype_mapping = column_dtypes
                name = self.columns[index_int]
 
            # We have a dictionary, so we get the data type
            # associated with the index or column (which can
            # be denoted by its name in the DataFrame or its
            # position in DataFrame's array of indices or
            # columns, whichever is applicable.
            if is_dict_like(dtype_mapping):
                if name in dtype_mapping:
                    dtype_mapping = dtype_mapping[name]
                elif index_int in dtype_mapping:
                    dtype_mapping = dtype_mapping[index_int]
                else:
                    dtype_mapping = None
 
            # If no mapping can be found, use the array's
            # dtype attribute for formatting.
            #
            # A valid dtype must either be a type or
            # string naming a type.
            if dtype_mapping is None:
                formats.append(v.dtype)
            elif isinstance(dtype_mapping, (type, np.dtype, str)):
                # error: Argument 1 to "append" of "list" has incompatible
                # type "Union[type, dtype[Any], str]"; expected "dtype[Any]"
                formats.append(dtype_mapping)  # type: ignore[arg-type]
            else:
                element = "row" if i < index_len else "column"
                msg = f"Invalid dtype {dtype_mapping} specified for {element} {name}"
                raise ValueError(msg)
 
        return np.rec.fromarrays(arrays, dtype={"names": names, "formats": formats})
 
    @classmethod
    def _from_arrays(
        cls,
        arrays,
        columns,
        index,
        dtype: Dtype | None = None,
        verify_integrity: bool = True,
    ) -> Self:
        """
        Create DataFrame from a list of arrays corresponding to the columns.
 
        Parameters
        ----------
        arrays : list-like of arrays
            Each array in the list corresponds to one column, in order.
        columns : list-like, Index
            The column names for the resulting DataFrame.
        index : list-like, Index
            The rows labels for the resulting DataFrame.
        dtype : dtype, optional
            Optional dtype to enforce for all arrays.
        verify_integrity : bool, default True
            Validate and homogenize all input. If set to False, it is assumed
            that all elements of `arrays` are actual arrays how they will be
            stored in a block (numpy ndarray or ExtensionArray), have the same
            length as and are aligned with the index, and that `columns` and
            `index` are ensured to be an Index object.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
        """
        if dtype is not None:
            dtype = pandas_dtype(dtype)
 
        manager = _get_option("mode.data_manager", silent=True)
        columns = ensure_index(columns)
        if len(columns) != len(arrays):
            raise ValueError("len(columns) must match len(arrays)")
        mgr = arrays_to_mgr(
            arrays,
            columns,
            index,
            dtype=dtype,
            verify_integrity=verify_integrity,
            typ=manager,
        )
        return cls._from_mgr(mgr, axes=mgr.axes)
 
    @doc(
        storage_options=_shared_docs["storage_options"],
        compression_options=_shared_docs["compression_options"] % "path",
    )
    def to_stata(
        self,
        path: FilePath | WriteBuffer[bytes],
        *,
        convert_dates: dict[Hashable, str] | None = None,
        write_index: bool = True,
        byteorder: ToStataByteorder | None = None,
        time_stamp: datetime.datetime | None = None,
        data_label: str | None = None,
        variable_labels: dict[Hashable, str] | None = None,
        version: int | None = 114,
        convert_strl: Sequence[Hashable] | None = None,
        compression: CompressionOptions = "infer",
        storage_options: StorageOptions | None = None,
        value_labels: dict[Hashable, dict[float, str]] | None = None,
    ) -> None:
        """
        Export DataFrame object to Stata dta format.
 
        Writes the DataFrame to a Stata dataset file.
        "dta" files contain a Stata dataset.
 
        Parameters
        ----------
        path : str, path object, or buffer
            String, path object (implementing ``os.PathLike[str]``), or file-like
            object implementing a binary ``write()`` function.
 
        convert_dates : dict
            Dictionary mapping columns containing datetime types to stata
            internal format to use when writing the dates. Options are 'tc',
            'td', 'tm', 'tw', 'th', 'tq', 'ty'. Column can be either an integer
            or a name. Datetime columns that do not have a conversion type
            specified will be converted to 'tc'. Raises NotImplementedError if
            a datetime column has timezone information.
        write_index : bool
            Write the index to Stata dataset.
        byteorder : str
            Can be ">", "<", "little", or "big". default is `sys.byteorder`.
        time_stamp : datetime
            A datetime to use as file creation date.  Default is the current
            time.
        data_label : str, optional
            A label for the data set.  Must be 80 characters or smaller.
        variable_labels : dict
            Dictionary containing columns as keys and variable labels as
            values. Each label must be 80 characters or smaller.
        version : {{114, 117, 118, 119, None}}, default 114
            Version to use in the output dta file. Set to None to let pandas
            decide between 118 or 119 formats depending on the number of
            columns in the frame. Version 114 can be read by Stata 10 and
            later. Version 117 can be read by Stata 13 or later. Version 118
            is supported in Stata 14 and later. Version 119 is supported in
            Stata 15 and later. Version 114 limits string variables to 244
            characters or fewer while versions 117 and later allow strings
            with lengths up to 2,000,000 characters. Versions 118 and 119
            support Unicode characters, and version 119 supports more than
            32,767 variables.
 
            Version 119 should usually only be used when the number of
            variables exceeds the capacity of dta format 118. Exporting
            smaller datasets in format 119 may have unintended consequences,
            and, as of November 2020, Stata SE cannot read version 119 files.
 
        convert_strl : list, optional
            List of column names to convert to string columns to Stata StrL
            format. Only available if version is 117.  Storing strings in the
            StrL format can produce smaller dta files if strings have more than
            8 characters and values are repeated.
        {compression_options}
 
            .. versionchanged:: 1.4.0 Zstandard support.
 
        {storage_options}
 
        value_labels : dict of dicts
            Dictionary containing columns as keys and dictionaries of column value
            to labels as values. Labels for a single variable must be 32,000
            characters or smaller.
 
            .. versionadded:: 1.4.0
 
        Raises
        ------
        NotImplementedError
            * If datetimes contain timezone information
            * Column dtype is not representable in Stata
        ValueError
            * Columns listed in convert_dates are neither datetime64[ns]
              or datetime.datetime
            * Column listed in convert_dates is not in DataFrame
            * Categorical label contains more than 32,000 characters
 
        See Also
        --------
        read_stata : Import Stata data files.
        io.stata.StataWriter : Low-level writer for Stata data files.
        io.stata.StataWriter117 : Low-level writer for version 117 files.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({{'animal': ['falcon', 'parrot', 'falcon',
        ...                               'parrot'],
        ...                    'speed': [350, 18, 361, 15]}})
        >>> df.to_stata('animals.dta')  # doctest: +SKIP
        """
        if version not in (114, 117, 118, 119, None):
            raise ValueError("Only formats 114, 117, 118 and 119 are supported.")
        if version == 114:
            if convert_strl is not None:
                raise ValueError("strl is not supported in format 114")
            from pandas.io.stata import StataWriter as statawriter
        elif version == 117:
            # Incompatible import of "statawriter" (imported name has type
            # "Type[StataWriter117]", local name has type "Type[StataWriter]")
            from pandas.io.stata import (  # type: ignore[assignment]
                StataWriter117 as statawriter,
            )
        else:  # versions 118 and 119
            # Incompatible import of "statawriter" (imported name has type
            # "Type[StataWriter117]", local name has type "Type[StataWriter]")
            from pandas.io.stata import (  # type: ignore[assignment]
                StataWriterUTF8 as statawriter,
            )
 
        kwargs: dict[str, Any] = {}
        if version is None or version >= 117:
            # strl conversion is only supported >= 117
            kwargs["convert_strl"] = convert_strl
        if version is None or version >= 118:
            # Specifying the version is only supported for UTF8 (118 or 119)
            kwargs["version"] = version
 
        writer = statawriter(
            path,
            self,
            convert_dates=convert_dates,
            byteorder=byteorder,
            time_stamp=time_stamp,
            data_label=data_label,
            write_index=write_index,
            variable_labels=variable_labels,
            compression=compression,
            storage_options=storage_options,
            value_labels=value_labels,
            **kwargs,
        )
        writer.write_file()
 
    def to_feather(self, path: FilePath | WriteBuffer[bytes], **kwargs) -> None:
        """
        Write a DataFrame to the binary Feather format.
 
        Parameters
        ----------
        path : str, path object, file-like object
            String, path object (implementing ``os.PathLike[str]``), or file-like
            object implementing a binary ``write()`` function. If a string or a path,
            it will be used as Root Directory path when writing a partitioned dataset.
        **kwargs :
            Additional keywords passed to :func:`pyarrow.feather.write_feather`.
            This includes the `compression`, `compression_level`, `chunksize`
            and `version` keywords.
 
        Notes
        -----
        This function writes the dataframe as a `feather file
        <https://arrow.apache.org/docs/python/feather.html>`_. Requires a default
        index. For saving the DataFrame with your custom index use a method that
        supports custom indices e.g. `to_parquet`.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
        >>> df.to_feather("file.feather")  # doctest: +SKIP
        """
        from pandas.io.feather_format import to_feather
 
        to_feather(self, path, **kwargs)
 
    @deprecate_nonkeyword_arguments(
        version="3.0", allowed_args=["self", "buf"], name="to_markdown"
    )
    @doc(
        Series.to_markdown,
        klass=_shared_doc_kwargs["klass"],
        storage_options=_shared_docs["storage_options"],
        examples="""Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame(
        ...     data={"animal_1": ["elk", "pig"], "animal_2": ["dog", "quetzal"]}
        ... )
        >>> print(df.to_markdown())
        |    | animal_1   | animal_2   |
        |---:|:-----------|:-----------|
        |  0 | elk        | dog        |
        |  1 | pig        | quetzal    |
 
        Output markdown with a tabulate option.
 
        >>> print(df.to_markdown(tablefmt="grid"))
        +----+------------+------------+
        |    | animal_1   | animal_2   |
        +====+============+============+
        |  0 | elk        | dog        |
        +----+------------+------------+
        |  1 | pig        | quetzal    |
        +----+------------+------------+""",
    )
    def to_markdown(
        self,
        buf: FilePath | WriteBuffer[str] | None = None,
        mode: str = "wt",
        index: bool = True,
        storage_options: StorageOptions | None = None,
        **kwargs,
    ) -> str | None:
        if "showindex" in kwargs:
            raise ValueError("Pass 'index' instead of 'showindex")
 
        kwargs.setdefault("headers", "keys")
        kwargs.setdefault("tablefmt", "pipe")
        kwargs.setdefault("showindex", index)
        tabulate = import_optional_dependency("tabulate")
        result = tabulate.tabulate(self, **kwargs)
        if buf is None:
            return result
 
        with get_handle(buf, mode, storage_options=storage_options) as handles:
            handles.handle.write(result)
        return None
 
    @overload
    def to_parquet(
        self,
        path: None = ...,
        engine: Literal["auto", "pyarrow", "fastparquet"] = ...,
        compression: str | None = ...,
        index: bool | None = ...,
        partition_cols: list[str] | None = ...,
        storage_options: StorageOptions = ...,
        **kwargs,
    ) -> bytes:
        ...
 
    @overload
    def to_parquet(
        self,
        path: FilePath | WriteBuffer[bytes],
        engine: Literal["auto", "pyarrow", "fastparquet"] = ...,
        compression: str | None = ...,
        index: bool | None = ...,
        partition_cols: list[str] | None = ...,
        storage_options: StorageOptions = ...,
        **kwargs,
    ) -> None:
        ...
 
    @deprecate_nonkeyword_arguments(
        version="3.0", allowed_args=["self", "path"], name="to_parquet"
    )
    @doc(storage_options=_shared_docs["storage_options"])
    def to_parquet(
        self,
        path: FilePath | WriteBuffer[bytes] | None = None,
        engine: Literal["auto", "pyarrow", "fastparquet"] = "auto",
        compression: str | None = "snappy",
        index: bool | None = None,
        partition_cols: list[str] | None = None,
        storage_options: StorageOptions | None = None,
        **kwargs,
    ) -> bytes | None:
        """
        Write a DataFrame to the binary parquet format.
 
        This function writes the dataframe as a `parquet file
        <https://parquet.apache.org/>`_. You can choose different parquet
        backends, and have the option of compression. See
        :ref:`the user guide <io.parquet>` for more details.
 
        Parameters
        ----------
        path : str, path object, file-like object, or None, default None
            String, path object (implementing ``os.PathLike[str]``), or file-like
            object implementing a binary ``write()`` function. If None, the result is
            returned as bytes. If a string or path, it will be used as Root Directory
            path when writing a partitioned dataset.
        engine : {{'auto', 'pyarrow', 'fastparquet'}}, default 'auto'
            Parquet library to use. If 'auto', then the option
            ``io.parquet.engine`` is used. The default ``io.parquet.engine``
            behavior is to try 'pyarrow', falling back to 'fastparquet' if
            'pyarrow' is unavailable.
        compression : str or None, default 'snappy'
            Name of the compression to use. Use ``None`` for no compression.
            Supported options: 'snappy', 'gzip', 'brotli', 'lz4', 'zstd'.
        index : bool, default None
            If ``True``, include the dataframe's index(es) in the file output.
            If ``False``, they will not be written to the file.
            If ``None``, similar to ``True`` the dataframe's index(es)
            will be saved. However, instead of being saved as values,
            the RangeIndex will be stored as a range in the metadata so it
            doesn't require much space and is faster. Other indexes will
            be included as columns in the file output.
        partition_cols : list, optional, default None
            Column names by which to partition the dataset.
            Columns are partitioned in the order they are given.
            Must be None if path is not a string.
        {storage_options}
 
        **kwargs
            Additional arguments passed to the parquet library. See
            :ref:`pandas io <io.parquet>` for more details.
 
        Returns
        -------
        bytes if no path argument is provided else None
 
        See Also
        --------
        read_parquet : Read a parquet file.
        DataFrame.to_orc : Write an orc file.
        DataFrame.to_csv : Write a csv file.
        DataFrame.to_sql : Write to a sql table.
        DataFrame.to_hdf : Write to hdf.
 
        Notes
        -----
        This function requires either the `fastparquet
        <https://pypi.org/project/fastparquet>`_ or `pyarrow
        <https://arrow.apache.org/docs/python/>`_ library.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame(data={{'col1': [1, 2], 'col2': [3, 4]}})
        >>> df.to_parquet('df.parquet.gzip',
        ...               compression='gzip')  # doctest: +SKIP
        >>> pd.read_parquet('df.parquet.gzip')  # doctest: +SKIP
           col1  col2
        0     1     3
        1     2     4
 
        If you want to get a buffer to the parquet content you can use a io.BytesIO
        object, as long as you don't use partition_cols, which creates multiple files.
 
        >>> import io
        >>> f = io.BytesIO()
        >>> df.to_parquet(f)
        >>> f.seek(0)
        0
        >>> content = f.read()
        """
        from pandas.io.parquet import to_parquet
 
        return to_parquet(
            self,
            path,
            engine,
            compression=compression,
            index=index,
            partition_cols=partition_cols,
            storage_options=storage_options,
            **kwargs,
        )
 
    def to_orc(
        self,
        path: FilePath | WriteBuffer[bytes] | None = None,
        *,
        engine: Literal["pyarrow"] = "pyarrow",
        index: bool | None = None,
        engine_kwargs: dict[str, Any] | None = None,
    ) -> bytes | None:
        """
        Write a DataFrame to the ORC format.
 
        .. versionadded:: 1.5.0
 
        Parameters
        ----------
        path : str, file-like object or None, default None
            If a string, it will be used as Root Directory path
            when writing a partitioned dataset. By file-like object,
            we refer to objects with a write() method, such as a file handle
            (e.g. via builtin open function). If path is None,
            a bytes object is returned.
        engine : {'pyarrow'}, default 'pyarrow'
            ORC library to use.
        index : bool, optional
            If ``True``, include the dataframe's index(es) in the file output.
            If ``False``, they will not be written to the file.
            If ``None``, similar to ``infer`` the dataframe's index(es)
            will be saved. However, instead of being saved as values,
            the RangeIndex will be stored as a range in the metadata so it
            doesn't require much space and is faster. Other indexes will
            be included as columns in the file output.
        engine_kwargs : dict[str, Any] or None, default None
            Additional keyword arguments passed to :func:`pyarrow.orc.write_table`.
 
        Returns
        -------
        bytes if no path argument is provided else None
 
        Raises
        ------
        NotImplementedError
            Dtype of one or more columns is category, unsigned integers, interval,
            period or sparse.
        ValueError
            engine is not pyarrow.
 
        See Also
        --------
        read_orc : Read a ORC file.
        DataFrame.to_parquet : Write a parquet file.
        DataFrame.to_csv : Write a csv file.
        DataFrame.to_sql : Write to a sql table.
        DataFrame.to_hdf : Write to hdf.
 
        Notes
        -----
        * Before using this function you should read the :ref:`user guide about
          ORC <io.orc>` and :ref:`install optional dependencies <install.warn_orc>`.
        * This function requires `pyarrow <https://arrow.apache.org/docs/python/>`_
          library.
        * For supported dtypes please refer to `supported ORC features in Arrow
          <https://arrow.apache.org/docs/cpp/orc.html#data-types>`__.
        * Currently timezones in datetime columns are not preserved when a
          dataframe is converted into ORC files.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame(data={'col1': [1, 2], 'col2': [4, 3]})
        >>> df.to_orc('df.orc')  # doctest: +SKIP
        >>> pd.read_orc('df.orc')  # doctest: +SKIP
           col1  col2
        0     1     4
        1     2     3
 
        If you want to get a buffer to the orc content you can write it to io.BytesIO
 
        >>> import io
        >>> b = io.BytesIO(df.to_orc())  # doctest: +SKIP
        >>> b.seek(0)  # doctest: +SKIP
        0
        >>> content = b.read()  # doctest: +SKIP
        """
        from pandas.io.orc import to_orc
 
        return to_orc(
            self, path, engine=engine, index=index, engine_kwargs=engine_kwargs
        )
 
    @overload
    def to_html(
        self,
        buf: FilePath | WriteBuffer[str],
        columns: Axes | None = ...,
        col_space: ColspaceArgType | None = ...,
        header: bool = ...,
        index: bool = ...,
        na_rep: str = ...,
        formatters: FormattersType | None = ...,
        float_format: FloatFormatType | None = ...,
        sparsify: bool | None = ...,
        index_names: bool = ...,
        justify: str | None = ...,
        max_rows: int | None = ...,
        max_cols: int | None = ...,
        show_dimensions: bool | str = ...,
        decimal: str = ...,
        bold_rows: bool = ...,
        classes: str | list | tuple | None = ...,
        escape: bool = ...,
        notebook: bool = ...,
        border: int | bool | None = ...,
        table_id: str | None = ...,
        render_links: bool = ...,
        encoding: str | None = ...,
    ) -> None:
        ...
 
    @overload
    def to_html(
        self,
        buf: None = ...,
        columns: Axes | None = ...,
        col_space: ColspaceArgType | None = ...,
        header: bool = ...,
        index: bool = ...,
        na_rep: str = ...,
        formatters: FormattersType | None = ...,
        float_format: FloatFormatType | None = ...,
        sparsify: bool | None = ...,
        index_names: bool = ...,
        justify: str | None = ...,
        max_rows: int | None = ...,
        max_cols: int | None = ...,
        show_dimensions: bool | str = ...,
        decimal: str = ...,
        bold_rows: bool = ...,
        classes: str | list | tuple | None = ...,
        escape: bool = ...,
        notebook: bool = ...,
        border: int | bool | None = ...,
        table_id: str | None = ...,
        render_links: bool = ...,
        encoding: str | None = ...,
    ) -> str:
        ...
 
    @deprecate_nonkeyword_arguments(
        version="3.0", allowed_args=["self", "buf"], name="to_html"
    )
    @Substitution(
        header_type="bool",
        header="Whether to print column labels, default True",
        col_space_type="str or int, list or dict of int or str",
        col_space="The minimum width of each column in CSS length "
        "units.  An int is assumed to be px units.",
    )
    @Substitution(shared_params=fmt.common_docstring, returns=fmt.return_docstring)
    def to_html(
        self,
        buf: FilePath | WriteBuffer[str] | None = None,
        columns: Axes | None = None,
        col_space: ColspaceArgType | None = None,
        header: bool = True,
        index: bool = True,
        na_rep: str = "NaN",
        formatters: FormattersType | None = None,
        float_format: FloatFormatType | None = None,
        sparsify: bool | None = None,
        index_names: bool = True,
        justify: str | None = None,
        max_rows: int | None = None,
        max_cols: int | None = None,
        show_dimensions: bool | str = False,
        decimal: str = ".",
        bold_rows: bool = True,
        classes: str | list | tuple | None = None,
        escape: bool = True,
        notebook: bool = False,
        border: int | bool | None = None,
        table_id: str | None = None,
        render_links: bool = False,
        encoding: str | None = None,
    ) -> str | None:
        """
        Render a DataFrame as an HTML table.
        %(shared_params)s
        bold_rows : bool, default True
            Make the row labels bold in the output.
        classes : str or list or tuple, default None
            CSS class(es) to apply to the resulting html table.
        escape : bool, default True
            Convert the characters <, >, and & to HTML-safe sequences.
        notebook : {True, False}, default False
            Whether the generated HTML is for IPython Notebook.
        border : int
            A ``border=border`` attribute is included in the opening
            `<table>` tag. Default ``pd.options.display.html.border``.
        table_id : str, optional
            A css id is included in the opening `<table>` tag if specified.
        render_links : bool, default False
            Convert URLs to HTML links.
        encoding : str, default "utf-8"
            Set character encoding.
        %(returns)s
        See Also
        --------
        to_string : Convert DataFrame to a string.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame(data={'col1': [1, 2], 'col2': [4, 3]})
        >>> html_string = '''<table border="1" class="dataframe">
        ...   <thead>
        ...     <tr style="text-align: right;">
        ...       <th></th>
        ...       <th>col1</th>
        ...       <th>col2</th>
        ...     </tr>
        ...   </thead>
        ...   <tbody>
        ...     <tr>
        ...       <th>0</th>
        ...       <td>1</td>
        ...       <td>4</td>
        ...     </tr>
        ...     <tr>
        ...       <th>1</th>
        ...       <td>2</td>
        ...       <td>3</td>
        ...     </tr>
        ...   </tbody>
        ... </table>'''
        >>> assert html_string == df.to_html()
        """
        if justify is not None and justify not in fmt.VALID_JUSTIFY_PARAMETERS:
            raise ValueError("Invalid value for justify parameter")
 
        formatter = fmt.DataFrameFormatter(
            self,
            columns=columns,
            col_space=col_space,
            na_rep=na_rep,
            header=header,
            index=index,
            formatters=formatters,
            float_format=float_format,
            bold_rows=bold_rows,
            sparsify=sparsify,
            justify=justify,
            index_names=index_names,
            escape=escape,
            decimal=decimal,
            max_rows=max_rows,
            max_cols=max_cols,
            show_dimensions=show_dimensions,
        )
        # TODO: a generic formatter wld b in DataFrameFormatter
        return fmt.DataFrameRenderer(formatter).to_html(
            buf=buf,
            classes=classes,
            notebook=notebook,
            border=border,
            encoding=encoding,
            table_id=table_id,
            render_links=render_links,
        )
 
    @overload
    def to_xml(
        self,
        path_or_buffer: None = ...,
        *,
        index: bool = ...,
        root_name: str | None = ...,
        row_name: str | None = ...,
        na_rep: str | None = ...,
        attr_cols: list[str] | None = ...,
        elem_cols: list[str] | None = ...,
        namespaces: dict[str | None, str] | None = ...,
        prefix: str | None = ...,
        encoding: str = ...,
        xml_declaration: bool | None = ...,
        pretty_print: bool | None = ...,
        parser: XMLParsers | None = ...,
        stylesheet: FilePath | ReadBuffer[str] | ReadBuffer[bytes] | None = ...,
        compression: CompressionOptions = ...,
        storage_options: StorageOptions | None = ...,
    ) -> str:
        ...
 
    @overload
    def to_xml(
        self,
        path_or_buffer: FilePath | WriteBuffer[bytes] | WriteBuffer[str],
        *,
        index: bool = ...,
        root_name: str | None = ...,
        row_name: str | None = ...,
        na_rep: str | None = ...,
        attr_cols: list[str] | None = ...,
        elem_cols: list[str] | None = ...,
        namespaces: dict[str | None, str] | None = ...,
        prefix: str | None = ...,
        encoding: str = ...,
        xml_declaration: bool | None = ...,
        pretty_print: bool | None = ...,
        parser: XMLParsers | None = ...,
        stylesheet: FilePath | ReadBuffer[str] | ReadBuffer[bytes] | None = ...,
        compression: CompressionOptions = ...,
        storage_options: StorageOptions | None = ...,
    ) -> None:
        ...
 
    @deprecate_nonkeyword_arguments(
        version="3.0", allowed_args=["self", "path_or_buffer"], name="to_xml"
    )
    @doc(
        storage_options=_shared_docs["storage_options"],
        compression_options=_shared_docs["compression_options"] % "path_or_buffer",
    )
    def to_xml(
        self,
        path_or_buffer: FilePath | WriteBuffer[bytes] | WriteBuffer[str] | None = None,
        index: bool = True,
        root_name: str | None = "data",
        row_name: str | None = "row",
        na_rep: str | None = None,
        attr_cols: list[str] | None = None,
        elem_cols: list[str] | None = None,
        namespaces: dict[str | None, str] | None = None,
        prefix: str | None = None,
        encoding: str = "utf-8",
        xml_declaration: bool | None = True,
        pretty_print: bool | None = True,
        parser: XMLParsers | None = "lxml",
        stylesheet: FilePath | ReadBuffer[str] | ReadBuffer[bytes] | None = None,
        compression: CompressionOptions = "infer",
        storage_options: StorageOptions | None = None,
    ) -> str | None:
        """
        Render a DataFrame to an XML document.
 
        .. versionadded:: 1.3.0
 
        Parameters
        ----------
        path_or_buffer : str, path object, file-like object, or None, default None
            String, path object (implementing ``os.PathLike[str]``), or file-like
            object implementing a ``write()`` function. If None, the result is returned
            as a string.
        index : bool, default True
            Whether to include index in XML document.
        root_name : str, default 'data'
            The name of root element in XML document.
        row_name : str, default 'row'
            The name of row element in XML document.
        na_rep : str, optional
            Missing data representation.
        attr_cols : list-like, optional
            List of columns to write as attributes in row element.
            Hierarchical columns will be flattened with underscore
            delimiting the different levels.
        elem_cols : list-like, optional
            List of columns to write as children in row element. By default,
            all columns output as children of row element. Hierarchical
            columns will be flattened with underscore delimiting the
            different levels.
        namespaces : dict, optional
            All namespaces to be defined in root element. Keys of dict
            should be prefix names and values of dict corresponding URIs.
            Default namespaces should be given empty string key. For
            example, ::
 
                namespaces = {{"": "https://example.com"}}
 
        prefix : str, optional
            Namespace prefix to be used for every element and/or attribute
            in document. This should be one of the keys in ``namespaces``
            dict.
        encoding : str, default 'utf-8'
            Encoding of the resulting document.
        xml_declaration : bool, default True
            Whether to include the XML declaration at start of document.
        pretty_print : bool, default True
            Whether output should be pretty printed with indentation and
            line breaks.
        parser : {{'lxml','etree'}}, default 'lxml'
            Parser module to use for building of tree. Only 'lxml' and
            'etree' are supported. With 'lxml', the ability to use XSLT
            stylesheet is supported.
        stylesheet : str, path object or file-like object, optional
            A URL, file-like object, or a raw string containing an XSLT
            script used to transform the raw XML output. Script should use
            layout of elements and attributes from original output. This
            argument requires ``lxml`` to be installed. Only XSLT 1.0
            scripts and not later versions is currently supported.
        {compression_options}
 
            .. versionchanged:: 1.4.0 Zstandard support.
 
        {storage_options}
 
        Returns
        -------
        None or str
            If ``io`` is None, returns the resulting XML format as a
            string. Otherwise returns None.
 
        See Also
        --------
        to_json : Convert the pandas object to a JSON string.
        to_html : Convert DataFrame to a html.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({{'shape': ['square', 'circle', 'triangle'],
        ...                    'degrees': [360, 360, 180],
        ...                    'sides': [4, np.nan, 3]}})
 
        >>> df.to_xml()  # doctest: +SKIP
        <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
        <data>
          <row>
            <index>0</index>
            <shape>square</shape>
            <degrees>360</degrees>
            <sides>4.0</sides>
          </row>
          <row>
            <index>1</index>
            <shape>circle</shape>
            <degrees>360</degrees>
            <sides/>
          </row>
          <row>
            <index>2</index>
            <shape>triangle</shape>
            <degrees>180</degrees>
            <sides>3.0</sides>
          </row>
        </data>
 
        >>> df.to_xml(attr_cols=[
        ...           'index', 'shape', 'degrees', 'sides'
        ...           ])  # doctest: +SKIP
        <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
        <data>
          <row index="0" shape="square" degrees="360" sides="4.0"/>
          <row index="1" shape="circle" degrees="360"/>
          <row index="2" shape="triangle" degrees="180" sides="3.0"/>
        </data>
 
        >>> df.to_xml(namespaces={{"doc": "https://example.com"}},
        ...           prefix="doc")  # doctest: +SKIP
        <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?>
        <doc:data xmlns:doc="https://example.com">
          <doc:row>
            <doc:index>0</doc:index>
            <doc:shape>square</doc:shape>
            <doc:degrees>360</doc:degrees>
            <doc:sides>4.0</doc:sides>
          </doc:row>
          <doc:row>
            <doc:index>1</doc:index>
            <doc:shape>circle</doc:shape>
            <doc:degrees>360</doc:degrees>
            <doc:sides/>
          </doc:row>
          <doc:row>
            <doc:index>2</doc:index>
            <doc:shape>triangle</doc:shape>
            <doc:degrees>180</doc:degrees>
            <doc:sides>3.0</doc:sides>
          </doc:row>
        </doc:data>
        """
 
        from pandas.io.formats.xml import (
            EtreeXMLFormatter,
            LxmlXMLFormatter,
        )
 
        lxml = import_optional_dependency("lxml.etree", errors="ignore")
 
        TreeBuilder: type[EtreeXMLFormatter | LxmlXMLFormatter]
 
        if parser == "lxml":
            if lxml is not None:
                TreeBuilder = LxmlXMLFormatter
            else:
                raise ImportError(
                    "lxml not found, please install or use the etree parser."
                )
 
        elif parser == "etree":
            TreeBuilder = EtreeXMLFormatter
 
        else:
            raise ValueError("Values for parser can only be lxml or etree.")
 
        xml_formatter = TreeBuilder(
            self,
            path_or_buffer=path_or_buffer,
            index=index,
            root_name=root_name,
            row_name=row_name,
            na_rep=na_rep,
            attr_cols=attr_cols,
            elem_cols=elem_cols,
            namespaces=namespaces,
            prefix=prefix,
            encoding=encoding,
            xml_declaration=xml_declaration,
            pretty_print=pretty_print,
            stylesheet=stylesheet,
            compression=compression,
            storage_options=storage_options,
        )
 
        return xml_formatter.write_output()
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    @doc(INFO_DOCSTRING, **frame_sub_kwargs)
    def info(
        self,
        verbose: bool | None = None,
        buf: WriteBuffer[str] | None = None,
        max_cols: int | None = None,
        memory_usage: bool | str | None = None,
        show_counts: bool | None = None,
    ) -> None:
        info = DataFrameInfo(
            data=self,
            memory_usage=memory_usage,
        )
        info.render(
            buf=buf,
            max_cols=max_cols,
            verbose=verbose,
            show_counts=show_counts,
        )
 
    def memory_usage(self, index: bool = True, deep: bool = False) -> Series:
        """
        Return the memory usage of each column in bytes.
 
        The memory usage can optionally include the contribution of
        the index and elements of `object` dtype.
 
        This value is displayed in `DataFrame.info` by default. This can be
        suppressed by setting ``pandas.options.display.memory_usage`` to False.
 
        Parameters
        ----------
        index : bool, default True
            Specifies whether to include the memory usage of the DataFrame's
            index in returned Series. If ``index=True``, the memory usage of
            the index is the first item in the output.
        deep : bool, default False
            If True, introspect the data deeply by interrogating
            `object` dtypes for system-level memory consumption, and include
            it in the returned values.
 
        Returns
        -------
        Series
            A Series whose index is the original column names and whose values
            is the memory usage of each column in bytes.
 
        See Also
        --------
        numpy.ndarray.nbytes : Total bytes consumed by the elements of an
            ndarray.
        Series.memory_usage : Bytes consumed by a Series.
        Categorical : Memory-efficient array for string values with
            many repeated values.
        DataFrame.info : Concise summary of a DataFrame.
 
        Notes
        -----
        See the :ref:`Frequently Asked Questions <df-memory-usage>` for more
        details.
 
        Examples
        --------
        >>> dtypes = ['int64', 'float64', 'complex128', 'object', 'bool']
        >>> data = dict([(t, np.ones(shape=5000, dtype=int).astype(t))
        ...              for t in dtypes])
        >>> df = pd.DataFrame(data)
        >>> df.head()
           int64  float64            complex128  object  bool
        0      1      1.0              1.0+0.0j       1  True
        1      1      1.0              1.0+0.0j       1  True
        2      1      1.0              1.0+0.0j       1  True
        3      1      1.0              1.0+0.0j       1  True
        4      1      1.0              1.0+0.0j       1  True
 
        >>> df.memory_usage()
        Index           128
        int64         40000
        float64       40000
        complex128    80000
        object        40000
        bool           5000
        dtype: int64
 
        >>> df.memory_usage(index=False)
        int64         40000
        float64       40000
        complex128    80000
        object        40000
        bool           5000
        dtype: int64
 
        The memory footprint of `object` dtype columns is ignored by default:
 
        >>> df.memory_usage(deep=True)
        Index            128
        int64          40000
        float64        40000
        complex128     80000
        object        180000
        bool            5000
        dtype: int64
 
        Use a Categorical for efficient storage of an object-dtype column with
        many repeated values.
 
        >>> df['object'].astype('category').memory_usage(deep=True)
        5244
        """
        result = self._constructor_sliced(
            [c.memory_usage(index=False, deep=deep) for col, c in self.items()],
            index=self.columns,
            dtype=np.intp,
        )
        if index:
            index_memory_usage = self._constructor_sliced(
                self.index.memory_usage(deep=deep), index=["Index"]
            )
            result = index_memory_usage._append(result)
        return result
 
    def transpose(self, *args, copy: bool = False) -> DataFrame:
        """
        Transpose index and columns.
 
        Reflect the DataFrame over its main diagonal by writing rows as columns
        and vice-versa. The property :attr:`.T` is an accessor to the method
        :meth:`transpose`.
 
        Parameters
        ----------
        *args : tuple, optional
            Accepted for compatibility with NumPy.
        copy : bool, default False
            Whether to copy the data after transposing, even for DataFrames
            with a single dtype.
 
            Note that a copy is always required for mixed dtype DataFrames,
            or for DataFrames with any extension types.
 
            .. note::
                The `copy` keyword will change behavior in pandas 3.0.
                `Copy-on-Write
                <https://pandas.pydata.org/docs/dev/user_guide/copy_on_write.html>`__
                will be enabled by default, which means that all methods with a
                `copy` keyword will use a lazy copy mechanism to defer the copy and
                ignore the `copy` keyword. The `copy` keyword will be removed in a
                future version of pandas.
 
                You can already get the future behavior and improvements through
                enabling copy on write ``pd.options.mode.copy_on_write = True``
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            The transposed DataFrame.
 
        See Also
        --------
        numpy.transpose : Permute the dimensions of a given array.
 
        Notes
        -----
        Transposing a DataFrame with mixed dtypes will result in a homogeneous
        DataFrame with the `object` dtype. In such a case, a copy of the data
        is always made.
 
        Examples
        --------
        **Square DataFrame with homogeneous dtype**
 
        >>> d1 = {'col1': [1, 2], 'col2': [3, 4]}
        >>> df1 = pd.DataFrame(data=d1)
        >>> df1
           col1  col2
        0     1     3
        1     2     4
 
        >>> df1_transposed = df1.T  # or df1.transpose()
        >>> df1_transposed
              0  1
        col1  1  2
        col2  3  4
 
        When the dtype is homogeneous in the original DataFrame, we get a
        transposed DataFrame with the same dtype:
 
        >>> df1.dtypes
        col1    int64
        col2    int64
        dtype: object
        >>> df1_transposed.dtypes
        0    int64
        1    int64
        dtype: object
 
        **Non-square DataFrame with mixed dtypes**
 
        >>> d2 = {'name': ['Alice', 'Bob'],
        ...       'score': [9.5, 8],
        ...       'employed': [False, True],
        ...       'kids': [0, 0]}
        >>> df2 = pd.DataFrame(data=d2)
        >>> df2
            name  score  employed  kids
        0  Alice    9.5     False     0
        1    Bob    8.0      True     0
 
        >>> df2_transposed = df2.T  # or df2.transpose()
        >>> df2_transposed
                      0     1
        name      Alice   Bob
        score       9.5   8.0
        employed  False  True
        kids          0     0
 
        When the DataFrame has mixed dtypes, we get a transposed DataFrame with
        the `object` dtype:
 
        >>> df2.dtypes
        name         object
        score       float64
        employed       bool
        kids          int64
        dtype: object
        >>> df2_transposed.dtypes
        0    object
        1    object
        dtype: object
        """
        nv.validate_transpose(args, {})
        # construct the args
 
        dtypes = list(self.dtypes)
 
        if self._can_fast_transpose:
            # Note: tests pass without this, but this improves perf quite a bit.
            new_vals = self._values.T
            if copy and not using_copy_on_write():
                new_vals = new_vals.copy()
 
            result = self._constructor(
                new_vals,
                index=self.columns,
                columns=self.index,
                copy=False,
                dtype=new_vals.dtype,
            )
            if using_copy_on_write() and len(self) > 0:
                result._mgr.add_references(self._mgr)  # type: ignore[arg-type]
 
        elif (
            self._is_homogeneous_type
            and dtypes
            and isinstance(dtypes[0], ExtensionDtype)
        ):
            new_values: list
            if isinstance(dtypes[0], BaseMaskedDtype):
                # We have masked arrays with the same dtype. We can transpose faster.
                from pandas.core.arrays.masked import (
                    transpose_homogeneous_masked_arrays,
                )
 
                new_values = transpose_homogeneous_masked_arrays(
                    cast(Sequence[BaseMaskedArray], self._iter_column_arrays())
                )
            elif isinstance(dtypes[0], ArrowDtype):
                # We have arrow EAs with the same dtype. We can transpose faster.
                from pandas.core.arrays.arrow.array import (
                    ArrowExtensionArray,
                    transpose_homogeneous_pyarrow,
                )
 
                new_values = transpose_homogeneous_pyarrow(
                    cast(Sequence[ArrowExtensionArray], self._iter_column_arrays())
                )
            else:
                # We have other EAs with the same dtype. We preserve dtype in transpose.
                dtyp = dtypes[0]
                arr_typ = dtyp.construct_array_type()
                values = self.values
                new_values = [arr_typ._from_sequence(row, dtype=dtyp) for row in values]
 
            result = type(self)._from_arrays(
                new_values,
                index=self.columns,
                columns=self.index,
                verify_integrity=False,
            )
 
        else:
            new_arr = self.values.T
            if copy and not using_copy_on_write():
                new_arr = new_arr.copy()
            result = self._constructor(
                new_arr,
                index=self.columns,
                columns=self.index,
                dtype=new_arr.dtype,
                # We already made a copy (more than one block)
                copy=False,
            )
 
        return result.__finalize__(self, method="transpose")
 
    @property
    def T(self) -> DataFrame:
        """
        The transpose of the DataFrame.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            The transposed DataFrame.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.transpose : Transpose index and columns.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'col1': [1, 2], 'col2': [3, 4]})
        >>> df
           col1  col2
        0     1     3
        1     2     4
 
        >>> df.T
              0  1
        col1  1  2
        col2  3  4
        """
        return self.transpose()
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Indexing Methods
 
    def _ixs(self, i: int, axis: AxisInt = 0) -> Series:
        """
        Parameters
        ----------
        i : int
        axis : int
 
        Returns
        -------
        Series
        """
        # irow
        if axis == 0:
            new_mgr = self._mgr.fast_xs(i)
 
            # if we are a copy, mark as such
            copy = isinstance(new_mgr.array, np.ndarray) and new_mgr.array.base is None
            result = self._constructor_sliced_from_mgr(new_mgr, axes=new_mgr.axes)
            result._name = self.index[i]
            result = result.__finalize__(self)
            result._set_is_copy(self, copy=copy)
            return result
 
        # icol
        else:
            label = self.columns[i]
 
            col_mgr = self._mgr.iget(i)
            result = self._box_col_values(col_mgr, i)
 
            # this is a cached value, mark it so
            result._set_as_cached(label, self)
            return result
 
    def _get_column_array(self, i: int) -> ArrayLike:
        """
        Get the values of the i'th column (ndarray or ExtensionArray, as stored
        in the Block)
 
        Warning! The returned array is a view but doesn't handle Copy-on-Write,
        so this should be used with caution (for read-only purposes).
        """
        return self._mgr.iget_values(i)
 
    def _iter_column_arrays(self) -> Iterator[ArrayLike]:
        """
        Iterate over the arrays of all columns in order.
        This returns the values as stored in the Block (ndarray or ExtensionArray).
 
        Warning! The returned array is a view but doesn't handle Copy-on-Write,
        so this should be used with caution (for read-only purposes).
        """
        if isinstance(self._mgr, ArrayManager):
            yield from self._mgr.arrays
        else:
            for i in range(len(self.columns)):
                yield self._get_column_array(i)
 
    def _getitem_nocopy(self, key: list):
        """
        Behaves like __getitem__, but returns a view in cases where __getitem__
        would make a copy.
        """
        # TODO(CoW): can be removed if/when we are always Copy-on-Write
        indexer = self.columns._get_indexer_strict(key, "columns")[1]
        new_axis = self.columns[indexer]
 
        new_mgr = self._mgr.reindex_indexer(
            new_axis,
            indexer,
            axis=0,
            allow_dups=True,
            copy=False,
            only_slice=True,
        )
        result = self._constructor_from_mgr(new_mgr, axes=new_mgr.axes)
        result = result.__finalize__(self)
        return result
 
    def __getitem__(self, key):
        check_dict_or_set_indexers(key)
        key = lib.item_from_zerodim(key)
        key = com.apply_if_callable(key, self)
 
        if is_hashable(key) and not is_iterator(key):
            # is_iterator to exclude generator e.g. test_getitem_listlike
            # shortcut if the key is in columns
            is_mi = isinstance(self.columns, MultiIndex)
            # GH#45316 Return view if key is not duplicated
            # Only use drop_duplicates with duplicates for performance
            if not is_mi and (
                self.columns.is_unique
                and key in self.columns
                or key in self.columns.drop_duplicates(keep=False)
            ):
                return self._get_item_cache(key)
 
            elif is_mi and self.columns.is_unique and key in self.columns:
                return self._getitem_multilevel(key)
 
        # Do we have a slicer (on rows)?
        if isinstance(key, slice):
            return self._getitem_slice(key)
 
        # Do we have a (boolean) DataFrame?
        if isinstance(key, DataFrame):
            return self.where(key)
 
        # Do we have a (boolean) 1d indexer?
        if com.is_bool_indexer(key):
            return self._getitem_bool_array(key)
 
        # We are left with two options: a single key, and a collection of keys,
        # We interpret tuples as collections only for non-MultiIndex
        is_single_key = isinstance(key, tuple) or not is_list_like(key)
 
        if is_single_key:
            if self.columns.nlevels > 1:
                return self._getitem_multilevel(key)
            indexer = self.columns.get_loc(key)
            if is_integer(indexer):
                indexer = [indexer]
        else:
            if is_iterator(key):
                key = list(key)
            indexer = self.columns._get_indexer_strict(key, "columns")[1]
 
        # take() does not accept boolean indexers
        if getattr(indexer, "dtype", None) == bool:
            indexer = np.where(indexer)[0]
 
        if isinstance(indexer, slice):
            return self._slice(indexer, axis=1)
 
        data = self._take_with_is_copy(indexer, axis=1)
 
        if is_single_key:
            # What does looking for a single key in a non-unique index return?
            # The behavior is inconsistent. It returns a Series, except when
            # - the key itself is repeated (test on data.shape, #9519), or
            # - we have a MultiIndex on columns (test on self.columns, #21309)
            if data.shape[1] == 1 and not isinstance(self.columns, MultiIndex):
                # GH#26490 using data[key] can cause RecursionError
                return data._get_item_cache(key)
 
        return data
 
    def _getitem_bool_array(self, key):
        # also raises Exception if object array with NA values
        # warning here just in case -- previously __setitem__ was
        # reindexing but __getitem__ was not; it seems more reasonable to
        # go with the __setitem__ behavior since that is more consistent
        # with all other indexing behavior
        if isinstance(key, Series) and not key.index.equals(self.index):
            warnings.warn(
                "Boolean Series key will be reindexed to match DataFrame index.",
                UserWarning,
                stacklevel=find_stack_level(),
            )
        elif len(key) != len(self.index):
            raise ValueError(
                f"Item wrong length {len(key)} instead of {len(self.index)}."
            )
 
        # check_bool_indexer will throw exception if Series key cannot
        # be reindexed to match DataFrame rows
        key = check_bool_indexer(self.index, key)
 
        if key.all():
            return self.copy(deep=None)
 
        indexer = key.nonzero()[0]
        return self._take_with_is_copy(indexer, axis=0)
 
    def _getitem_multilevel(self, key):
        # self.columns is a MultiIndex
        loc = self.columns.get_loc(key)
        if isinstance(loc, (slice, np.ndarray)):
            new_columns = self.columns[loc]
            result_columns = maybe_droplevels(new_columns, key)
            result = self.iloc[:, loc]
            result.columns = result_columns
 
            # If there is only one column being returned, and its name is
            # either an empty string, or a tuple with an empty string as its
            # first element, then treat the empty string as a placeholder
            # and return the column as if the user had provided that empty
            # string in the key. If the result is a Series, exclude the
            # implied empty string from its name.
            if len(result.columns) == 1:
                # e.g. test_frame_getitem_multicolumn_empty_level,
                #  test_frame_mixed_depth_get, test_loc_setitem_single_column_slice
                top = result.columns[0]
                if isinstance(top, tuple):
                    top = top[0]
                if top == "":
                    result = result[""]
                    if isinstance(result, Series):
                        result = self._constructor_sliced(
                            result, index=self.index, name=key
                        )
 
            result._set_is_copy(self)
            return result
        else:
            # loc is neither a slice nor ndarray, so must be an int
            return self._ixs(loc, axis=1)
 
    def _get_value(self, index, col, takeable: bool = False) -> Scalar:
        """
        Quickly retrieve single value at passed column and index.
 
        Parameters
        ----------
        index : row label
        col : column label
        takeable : interpret the index/col as indexers, default False
 
        Returns
        -------
        scalar
 
        Notes
        -----
        Assumes that both `self.index._index_as_unique` and
        `self.columns._index_as_unique`; Caller is responsible for checking.
        """
        if takeable:
            series = self._ixs(col, axis=1)
            return series._values[index]
 
        series = self._get_item_cache(col)
        engine = self.index._engine
 
        if not isinstance(self.index, MultiIndex):
            # CategoricalIndex: Trying to use the engine fastpath may give incorrect
            #  results if our categories are integers that dont match our codes
            # IntervalIndex: IntervalTree has no get_loc
            row = self.index.get_loc(index)
            return series._values[row]
 
        # For MultiIndex going through engine effectively restricts us to
        #  same-length tuples; see test_get_set_value_no_partial_indexing
        loc = engine.get_loc(index)
        return series._values[loc]
 
    def isetitem(self, loc, value) -> None:
        """
        Set the given value in the column with position `loc`.
 
        This is a positional analogue to ``__setitem__``.
 
        Parameters
        ----------
        loc : int or sequence of ints
            Index position for the column.
        value : scalar or arraylike
            Value(s) for the column.
 
        Notes
        -----
        ``frame.isetitem(loc, value)`` is an in-place method as it will
        modify the DataFrame in place (not returning a new object). In contrast to
        ``frame.iloc[:, i] = value`` which will try to update the existing values in
        place, ``frame.isetitem(loc, value)`` will not update the values of the column
        itself in place, it will instead insert a new array.
 
        In cases where ``frame.columns`` is unique, this is equivalent to
        ``frame[frame.columns[i]] = value``.
        """
        if isinstance(value, DataFrame):
            if is_integer(loc):
                loc = [loc]
 
            if len(loc) != len(value.columns):
                raise ValueError(
                    f"Got {len(loc)} positions but value has {len(value.columns)} "
                    f"columns."
                )
 
            for i, idx in enumerate(loc):
                arraylike, refs = self._sanitize_column(value.iloc[:, i])
                self._iset_item_mgr(idx, arraylike, inplace=False, refs=refs)
            return
 
        arraylike, refs = self._sanitize_column(value)
        self._iset_item_mgr(loc, arraylike, inplace=False, refs=refs)
 
    def __setitem__(self, key, value) -> None:
        if not PYPY and not WARNING_CHECK_DISABLED and using_copy_on_write():
            if sys.getrefcount(self) <= 3:
                warnings.warn(
                    _chained_assignment_msg, ChainedAssignmentError, stacklevel=2
                )
        elif not PYPY and not WARNING_CHECK_DISABLED and not using_copy_on_write():
            if sys.getrefcount(self) <= 3 and (
                warn_copy_on_write()
                or (
                    not warn_copy_on_write()
                    and any(b.refs.has_reference() for b in self._mgr.blocks)  # type: ignore[union-attr]
                )
            ):
                warnings.warn(
                    _chained_assignment_warning_msg, FutureWarning, stacklevel=2
                )
 
        key = com.apply_if_callable(key, self)
 
        # see if we can slice the rows
        if isinstance(key, slice):
            slc = self.index._convert_slice_indexer(key, kind="getitem")
            return self._setitem_slice(slc, value)
 
        if isinstance(key, DataFrame) or getattr(key, "ndim", None) == 2:
            self._setitem_frame(key, value)
        elif isinstance(key, (Series, np.ndarray, list, Index)):
            self._setitem_array(key, value)
        elif isinstance(value, DataFrame):
            self._set_item_frame_value(key, value)
        elif (
            is_list_like(value)
            and not self.columns.is_unique
            and 1 < len(self.columns.get_indexer_for([key])) == len(value)
        ):
            # Column to set is duplicated
            self._setitem_array([key], value)
        else:
            # set column
            self._set_item(key, value)
 
    def _setitem_slice(self, key: slice, value) -> None:
        # NB: we can't just use self.loc[key] = value because that
        #  operates on labels and we need to operate positional for
        #  backwards-compat, xref GH#31469
        self._check_setitem_copy()
        self.iloc[key] = value
 
    def _setitem_array(self, key, value):
        # also raises Exception if object array with NA values
        if com.is_bool_indexer(key):
            # bool indexer is indexing along rows
            if len(key) != len(self.index):
                raise ValueError(
                    f"Item wrong length {len(key)} instead of {len(self.index)}!"
                )
            key = check_bool_indexer(self.index, key)
            indexer = key.nonzero()[0]
            self._check_setitem_copy()
            if isinstance(value, DataFrame):
                # GH#39931 reindex since iloc does not align
                value = value.reindex(self.index.take(indexer))
            self.iloc[indexer] = value
 
        else:
            # Note: unlike self.iloc[:, indexer] = value, this will
            #  never try to overwrite values inplace
 
            if isinstance(value, DataFrame):
                check_key_length(self.columns, key, value)
                for k1, k2 in zip(key, value.columns):
                    self[k1] = value[k2]
 
            elif not is_list_like(value):
                for col in key:
                    self[col] = value
 
            elif isinstance(value, np.ndarray) and value.ndim == 2:
                self._iset_not_inplace(key, value)
 
            elif np.ndim(value) > 1:
                # list of lists
                value = DataFrame(value).values
                return self._setitem_array(key, value)
 
            else:
                self._iset_not_inplace(key, value)
 
    def _iset_not_inplace(self, key, value):
        # GH#39510 when setting with df[key] = obj with a list-like key and
        #  list-like value, we iterate over those listlikes and set columns
        #  one at a time.  This is different from dispatching to
        #  `self.loc[:, key]= value`  because loc.__setitem__ may overwrite
        #  data inplace, whereas this will insert new arrays.
 
        def igetitem(obj, i: int):
            # Note: we catch DataFrame obj before getting here, but
            #  hypothetically would return obj.iloc[:, i]
            if isinstance(obj, np.ndarray):
                return obj[..., i]
            else:
                return obj[i]
 
        if self.columns.is_unique:
            if np.shape(value)[-1] != len(key):
                raise ValueError("Columns must be same length as key")
 
            for i, col in enumerate(key):
                self[col] = igetitem(value, i)
 
        else:
            ilocs = self.columns.get_indexer_non_unique(key)[0]
            if (ilocs < 0).any():
                # key entries not in self.columns
                raise NotImplementedError
 
            if np.shape(value)[-1] != len(ilocs):
                raise ValueError("Columns must be same length as key")
 
            assert np.ndim(value) <= 2
 
            orig_columns = self.columns
 
            # Using self.iloc[:, i] = ... may set values inplace, which
            #  by convention we do not do in __setitem__
            try:
                self.columns = Index(range(len(self.columns)))
                for i, iloc in enumerate(ilocs):
                    self[iloc] = igetitem(value, i)
            finally:
                self.columns = orig_columns
 
    def _setitem_frame(self, key, value):
        # support boolean setting with DataFrame input, e.g.
        # df[df > df2] = 0
        if isinstance(key, np.ndarray):
            if key.shape != self.shape:
                raise ValueError("Array conditional must be same shape as self")
            key = self._constructor(key, **self._construct_axes_dict(), copy=False)
 
        if key.size and not all(is_bool_dtype(dtype) for dtype in key.dtypes):
            raise TypeError(
                "Must pass DataFrame or 2-d ndarray with boolean values only"
            )
 
        self._check_setitem_copy()
        self._where(-key, value, inplace=True)
 
    def _set_item_frame_value(self, key, value: DataFrame) -> None:
        self._ensure_valid_index(value)
 
        # align columns
        if key in self.columns:
            loc = self.columns.get_loc(key)
            cols = self.columns[loc]
            len_cols = 1 if is_scalar(cols) or isinstance(cols, tuple) else len(cols)
            if len_cols != len(value.columns):
                raise ValueError("Columns must be same length as key")
 
            # align right-hand-side columns if self.columns
            # is multi-index and self[key] is a sub-frame
            if isinstance(self.columns, MultiIndex) and isinstance(
                loc, (slice, Series, np.ndarray, Index)
            ):
                cols_droplevel = maybe_droplevels(cols, key)
                if len(cols_droplevel) and not cols_droplevel.equals(value.columns):
                    value = value.reindex(cols_droplevel, axis=1)
 
                for col, col_droplevel in zip(cols, cols_droplevel):
                    self[col] = value[col_droplevel]
                return
 
            if is_scalar(cols):
                self[cols] = value[value.columns[0]]
                return
 
            locs: np.ndarray | list
            if isinstance(loc, slice):
                locs = np.arange(loc.start, loc.stop, loc.step)
            elif is_scalar(loc):
                locs = [loc]
            else:
                locs = loc.nonzero()[0]
 
            return self.isetitem(locs, value)
 
        if len(value.columns) > 1:
            raise ValueError(
                "Cannot set a DataFrame with multiple columns to the single "
                f"column {key}"
            )
        elif len(value.columns) == 0:
            raise ValueError(
                f"Cannot set a DataFrame without columns to the column {key}"
            )
 
        self[key] = value[value.columns[0]]
 
    def _iset_item_mgr(
        self,
        loc: int | slice | np.ndarray,
        value,
        inplace: bool = False,
        refs: BlockValuesRefs | None = None,
    ) -> None:
        # when called from _set_item_mgr loc can be anything returned from get_loc
        self._mgr.iset(loc, value, inplace=inplace, refs=refs)
        self._clear_item_cache()
 
    def _set_item_mgr(
        self, key, value: ArrayLike, refs: BlockValuesRefs | None = None
    ) -> None:
        try:
            loc = self._info_axis.get_loc(key)
        except KeyError:
            # This item wasn't present, just insert at end
            self._mgr.insert(len(self._info_axis), key, value, refs)
        else:
            self._iset_item_mgr(loc, value, refs=refs)
 
        # check if we are modifying a copy
        # try to set first as we want an invalid
        # value exception to occur first
        if len(self):
            self._check_setitem_copy()
 
    def _iset_item(self, loc: int, value: Series, inplace: bool = True) -> None:
        # We are only called from _replace_columnwise which guarantees that
        # no reindex is necessary
        if using_copy_on_write():
            self._iset_item_mgr(
                loc, value._values, inplace=inplace, refs=value._references
            )
        else:
            self._iset_item_mgr(loc, value._values.copy(), inplace=True)
 
        # check if we are modifying a copy
        # try to set first as we want an invalid
        # value exception to occur first
        if len(self):
            self._check_setitem_copy()
 
    def _set_item(self, key, value) -> None:
        """
        Add series to DataFrame in specified column.
 
        If series is a numpy-array (not a Series/TimeSeries), it must be the
        same length as the DataFrames index or an error will be thrown.
 
        Series/TimeSeries will be conformed to the DataFrames index to
        ensure homogeneity.
        """
        value, refs = self._sanitize_column(value)
 
        if (
            key in self.columns
            and value.ndim == 1
            and not isinstance(value.dtype, ExtensionDtype)
        ):
            # broadcast across multiple columns if necessary
            if not self.columns.is_unique or isinstance(self.columns, MultiIndex):
                existing_piece = self[key]
                if isinstance(existing_piece, DataFrame):
                    value = np.tile(value, (len(existing_piece.columns), 1)).T
                    refs = None
 
        self._set_item_mgr(key, value, refs)
 
    def _set_value(
        self, index: IndexLabel, col, value: Scalar, takeable: bool = False
    ) -> None:
        """
        Put single value at passed column and index.
 
        Parameters
        ----------
        index : Label
            row label
        col : Label
            column label
        value : scalar
        takeable : bool, default False
            Sets whether or not index/col interpreted as indexers
        """
        try:
            if takeable:
                icol = col
                iindex = cast(int, index)
            else:
                icol = self.columns.get_loc(col)
                iindex = self.index.get_loc(index)
            self._mgr.column_setitem(icol, iindex, value, inplace_only=True)
            self._clear_item_cache()
 
        except (KeyError, TypeError, ValueError, LossySetitemError):
            # get_loc might raise a KeyError for missing labels (falling back
            #  to (i)loc will do expansion of the index)
            # column_setitem will do validation that may raise TypeError,
            #  ValueError, or LossySetitemError
            # set using a non-recursive method & reset the cache
            if takeable:
                self.iloc[index, col] = value
            else:
                self.loc[index, col] = value
            self._item_cache.pop(col, None)
 
        except InvalidIndexError as ii_err:
            # GH48729: Seems like you are trying to assign a value to a
            # row when only scalar options are permitted
            raise InvalidIndexError(
                f"You can only assign a scalar value not a {type(value)}"
            ) from ii_err
 
    def _ensure_valid_index(self, value) -> None:
        """
        Ensure that if we don't have an index, that we can create one from the
        passed value.
        """
        # GH5632, make sure that we are a Series convertible
        if not len(self.index) and is_list_like(value) and len(value):
            if not isinstance(value, DataFrame):
                try:
                    value = Series(value)
                except (ValueError, NotImplementedError, TypeError) as err:
                    raise ValueError(
                        "Cannot set a frame with no defined index "
                        "and a value that cannot be converted to a Series"
                    ) from err
 
            # GH31368 preserve name of index
            index_copy = value.index.copy()
            if self.index.name is not None:
                index_copy.name = self.index.name
 
            self._mgr = self._mgr.reindex_axis(index_copy, axis=1, fill_value=np.nan)
 
    def _box_col_values(self, values: SingleDataManager, loc: int) -> Series:
        """
        Provide boxed values for a column.
        """
        # Lookup in columns so that if e.g. a str datetime was passed
        #  we attach the Timestamp object as the name.
        name = self.columns[loc]
        # We get index=self.index bc values is a SingleDataManager
        obj = self._constructor_sliced_from_mgr(values, axes=values.axes)
        obj._name = name
        return obj.__finalize__(self)
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Lookup Caching
 
    def _clear_item_cache(self) -> None:
        self._item_cache.clear()
 
    def _get_item_cache(self, item: Hashable) -> Series:
        """Return the cached item, item represents a label indexer."""
        if using_copy_on_write() or warn_copy_on_write():
            loc = self.columns.get_loc(item)
            return self._ixs(loc, axis=1)
 
        cache = self._item_cache
        res = cache.get(item)
        if res is None:
            # All places that call _get_item_cache have unique columns,
            #  pending resolution of GH#33047
 
            loc = self.columns.get_loc(item)
            res = self._ixs(loc, axis=1)
 
            cache[item] = res
 
            # for a chain
            res._is_copy = self._is_copy
        return res
 
    def _reset_cacher(self) -> None:
        # no-op for DataFrame
        pass
 
    def _maybe_cache_changed(self, item, value: Series, inplace: bool) -> None:
        """
        The object has called back to us saying maybe it has changed.
        """
        loc = self._info_axis.get_loc(item)
        arraylike = value._values
 
        old = self._ixs(loc, axis=1)
        if old._values is value._values and inplace:
            # GH#46149 avoid making unnecessary copies/block-splitting
            return
 
        self._mgr.iset(loc, arraylike, inplace=inplace)
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Unsorted
 
    @overload
    def query(self, expr: str, *, inplace: Literal[False] = ..., **kwargs) -> DataFrame:
        ...
 
    @overload
    def query(self, expr: str, *, inplace: Literal[True], **kwargs) -> None:
        ...
 
    @overload
    def query(self, expr: str, *, inplace: bool = ..., **kwargs) -> DataFrame | None:
        ...
 
    def query(self, expr: str, *, inplace: bool = False, **kwargs) -> DataFrame | None:
        """
        Query the columns of a DataFrame with a boolean expression.
 
        Parameters
        ----------
        expr : str
            The query string to evaluate.
 
            You can refer to variables
            in the environment by prefixing them with an '@' character like
            ``@a + b``.
 
            You can refer to column names that are not valid Python variable names
            by surrounding them in backticks. Thus, column names containing spaces
            or punctuations (besides underscores) or starting with digits must be
            surrounded by backticks. (For example, a column named "Area (cm^2)" would
            be referenced as ```Area (cm^2)```). Column names which are Python keywords
            (like "list", "for", "import", etc) cannot be used.
 
            For example, if one of your columns is called ``a a`` and you want
            to sum it with ``b``, your query should be ```a a` + b``.
 
        inplace : bool
            Whether to modify the DataFrame rather than creating a new one.
        **kwargs
            See the documentation for :func:`eval` for complete details
            on the keyword arguments accepted by :meth:`DataFrame.query`.
 
        Returns
        -------
        DataFrame or None
            DataFrame resulting from the provided query expression or
            None if ``inplace=True``.
 
        See Also
        --------
        eval : Evaluate a string describing operations on
            DataFrame columns.
        DataFrame.eval : Evaluate a string describing operations on
            DataFrame columns.
 
        Notes
        -----
        The result of the evaluation of this expression is first passed to
        :attr:`DataFrame.loc` and if that fails because of a
        multidimensional key (e.g., a DataFrame) then the result will be passed
        to :meth:`DataFrame.__getitem__`.
 
        This method uses the top-level :func:`eval` function to
        evaluate the passed query.
 
        The :meth:`~pandas.DataFrame.query` method uses a slightly
        modified Python syntax by default. For example, the ``&`` and ``|``
        (bitwise) operators have the precedence of their boolean cousins,
        :keyword:`and` and :keyword:`or`. This *is* syntactically valid Python,
        however the semantics are different.
 
        You can change the semantics of the expression by passing the keyword
        argument ``parser='python'``. This enforces the same semantics as
        evaluation in Python space. Likewise, you can pass ``engine='python'``
        to evaluate an expression using Python itself as a backend. This is not
        recommended as it is inefficient compared to using ``numexpr`` as the
        engine.
 
        The :attr:`DataFrame.index` and
        :attr:`DataFrame.columns` attributes of the
        :class:`~pandas.DataFrame` instance are placed in the query namespace
        by default, which allows you to treat both the index and columns of the
        frame as a column in the frame.
        The identifier ``index`` is used for the frame index; you can also
        use the name of the index to identify it in a query. Please note that
        Python keywords may not be used as identifiers.
 
        For further details and examples see the ``query`` documentation in
        :ref:`indexing <indexing.query>`.
 
        *Backtick quoted variables*
 
        Backtick quoted variables are parsed as literal Python code and
        are converted internally to a Python valid identifier.
        This can lead to the following problems.
 
        During parsing a number of disallowed characters inside the backtick
        quoted string are replaced by strings that are allowed as a Python identifier.
        These characters include all operators in Python, the space character, the
        question mark, the exclamation mark, the dollar sign, and the euro sign.
        For other characters that fall outside the ASCII range (U+0001..U+007F)
        and those that are not further specified in PEP 3131,
        the query parser will raise an error.
        This excludes whitespace different than the space character,
        but also the hashtag (as it is used for comments) and the backtick
        itself (backtick can also not be escaped).
 
        In a special case, quotes that make a pair around a backtick can
        confuse the parser.
        For example, ```it's` > `that's``` will raise an error,
        as it forms a quoted string (``'s > `that'``) with a backtick inside.
 
        See also the Python documentation about lexical analysis
        (https://docs.python.org/3/reference/lexical_analysis.html)
        in combination with the source code in :mod:`pandas.core.computation.parsing`.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'A': range(1, 6),
        ...                    'B': range(10, 0, -2),
        ...                    'C C': range(10, 5, -1)})
        >>> df
           A   B  C C
        0  1  10   10
        1  2   8    9
        2  3   6    8
        3  4   4    7
        4  5   2    6
        >>> df.query('A > B')
           A  B  C C
        4  5  2    6
 
        The previous expression is equivalent to
 
        >>> df[df.A > df.B]
           A  B  C C
        4  5  2    6
 
        For columns with spaces in their name, you can use backtick quoting.
 
        >>> df.query('B == `C C`')
           A   B  C C
        0  1  10   10
 
        The previous expression is equivalent to
 
        >>> df[df.B == df['C C']]
           A   B  C C
        0  1  10   10
        """
        inplace = validate_bool_kwarg(inplace, "inplace")
        if not isinstance(expr, str):
            msg = f"expr must be a string to be evaluated, {type(expr)} given"
            raise ValueError(msg)
        kwargs["level"] = kwargs.pop("level", 0) + 1
        kwargs["target"] = None
        res = self.eval(expr, **kwargs)
 
        try:
            result = self.loc[res]
        except ValueError:
            # when res is multi-dimensional loc raises, but this is sometimes a
            # valid query
            result = self[res]
 
        if inplace:
            self._update_inplace(result)
            return None
        else:
            return result
 
    @overload
    def eval(self, expr: str, *, inplace: Literal[False] = ..., **kwargs) -> Any:
        ...
 
    @overload
    def eval(self, expr: str, *, inplace: Literal[True], **kwargs) -> None:
        ...
 
    def eval(self, expr: str, *, inplace: bool = False, **kwargs) -> Any | None:
        """
        Evaluate a string describing operations on DataFrame columns.
 
        Operates on columns only, not specific rows or elements.  This allows
        `eval` to run arbitrary code, which can make you vulnerable to code
        injection if you pass user input to this function.
 
        Parameters
        ----------
        expr : str
            The expression string to evaluate.
        inplace : bool, default False
            If the expression contains an assignment, whether to perform the
            operation inplace and mutate the existing DataFrame. Otherwise,
            a new DataFrame is returned.
        **kwargs
            See the documentation for :func:`eval` for complete details
            on the keyword arguments accepted by
            :meth:`~pandas.DataFrame.query`.
 
        Returns
        -------
        ndarray, scalar, pandas object, or None
            The result of the evaluation or None if ``inplace=True``.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.query : Evaluates a boolean expression to query the columns
            of a frame.
        DataFrame.assign : Can evaluate an expression or function to create new
            values for a column.
        eval : Evaluate a Python expression as a string using various
            backends.
 
        Notes
        -----
        For more details see the API documentation for :func:`~eval`.
        For detailed examples see :ref:`enhancing performance with eval
        <enhancingperf.eval>`.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'A': range(1, 6), 'B': range(10, 0, -2)})
        >>> df
           A   B
        0  1  10
        1  2   8
        2  3   6
        3  4   4
        4  5   2
        >>> df.eval('A + B')
        0    11
        1    10
        2     9
        3     8
        4     7
        dtype: int64
 
        Assignment is allowed though by default the original DataFrame is not
        modified.
 
        >>> df.eval('C = A + B')
           A   B   C
        0  1  10  11
        1  2   8  10
        2  3   6   9
        3  4   4   8
        4  5   2   7
        >>> df
           A   B
        0  1  10
        1  2   8
        2  3   6
        3  4   4
        4  5   2
 
        Multiple columns can be assigned to using multi-line expressions:
 
        >>> df.eval(
        ...     '''
        ... C = A + B
        ... D = A - B
        ... '''
        ... )
           A   B   C  D
        0  1  10  11 -9
        1  2   8  10 -6
        2  3   6   9 -3
        3  4   4   8  0
        4  5   2   7  3
        """
        from pandas.core.computation.eval import eval as _eval
 
        inplace = validate_bool_kwarg(inplace, "inplace")
        kwargs["level"] = kwargs.pop("level", 0) + 1
        index_resolvers = self._get_index_resolvers()
        column_resolvers = self._get_cleaned_column_resolvers()
        resolvers = column_resolvers, index_resolvers
        if "target" not in kwargs:
            kwargs["target"] = self
        kwargs["resolvers"] = tuple(kwargs.get("resolvers", ())) + resolvers
 
        return _eval(expr, inplace=inplace, **kwargs)
 
    def select_dtypes(self, include=None, exclude=None) -> Self:
        """
        Return a subset of the DataFrame's columns based on the column dtypes.
 
        Parameters
        ----------
        include, exclude : scalar or list-like
            A selection of dtypes or strings to be included/excluded. At least
            one of these parameters must be supplied.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            The subset of the frame including the dtypes in ``include`` and
            excluding the dtypes in ``exclude``.
 
        Raises
        ------
        ValueError
            * If both of ``include`` and ``exclude`` are empty
            * If ``include`` and ``exclude`` have overlapping elements
            * If any kind of string dtype is passed in.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.dtypes: Return Series with the data type of each column.
 
        Notes
        -----
        * To select all *numeric* types, use ``np.number`` or ``'number'``
        * To select strings you must use the ``object`` dtype, but note that
          this will return *all* object dtype columns. With
          ``pd.options.future.infer_string`` enabled, using ``"str"`` will
          work to select all string columns.
        * See the `numpy dtype hierarchy
          <https://numpy.org/doc/stable/reference/arrays.scalars.html>`__
        * To select datetimes, use ``np.datetime64``, ``'datetime'`` or
          ``'datetime64'``
        * To select timedeltas, use ``np.timedelta64``, ``'timedelta'`` or
          ``'timedelta64'``
        * To select Pandas categorical dtypes, use ``'category'``
        * To select Pandas datetimetz dtypes, use ``'datetimetz'``
          or ``'datetime64[ns, tz]'``
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'a': [1, 2] * 3,
        ...                    'b': [True, False] * 3,
        ...                    'c': [1.0, 2.0] * 3})
        >>> df
                a      b  c
        0       1   True  1.0
        1       2  False  2.0
        2       1   True  1.0
        3       2  False  2.0
        4       1   True  1.0
        5       2  False  2.0
 
        >>> df.select_dtypes(include='bool')
           b
        0  True
        1  False
        2  True
        3  False
        4  True
        5  False
 
        >>> df.select_dtypes(include=['float64'])
           c
        0  1.0
        1  2.0
        2  1.0
        3  2.0
        4  1.0
        5  2.0
 
        >>> df.select_dtypes(exclude=['int64'])
               b    c
        0   True  1.0
        1  False  2.0
        2   True  1.0
        3  False  2.0
        4   True  1.0
        5  False  2.0
        """
        if not is_list_like(include):
            include = (include,) if include is not None else ()
        if not is_list_like(exclude):
            exclude = (exclude,) if exclude is not None else ()
 
        selection = (frozenset(include), frozenset(exclude))
 
        if not any(selection):
            raise ValueError("at least one of include or exclude must be nonempty")
 
        # convert the myriad valid dtypes object to a single representation
        def check_int_infer_dtype(dtypes):
            converted_dtypes: list[type] = []
            for dtype in dtypes:
                # Numpy maps int to different types (int32, in64) on Windows and Linux
                # see https://github.com/numpy/numpy/issues/9464
                if (isinstance(dtype, str) and dtype == "int") or (dtype is int):
                    converted_dtypes.append(np.int32)
                    converted_dtypes.append(np.int64)
                elif dtype == "float" or dtype is float:
                    # GH#42452 : np.dtype("float") coerces to np.float64 from Numpy 1.20
                    converted_dtypes.extend([np.float64, np.float32])
                else:
                    converted_dtypes.append(infer_dtype_from_object(dtype))
            return frozenset(converted_dtypes)
 
        include = check_int_infer_dtype(include)
        exclude = check_int_infer_dtype(exclude)
 
        for dtypes in (include, exclude):
            invalidate_string_dtypes(dtypes)
 
        # can't both include AND exclude!
        if not include.isdisjoint(exclude):
            raise ValueError(f"include and exclude overlap on {(include & exclude)}")
 
        def dtype_predicate(dtype: DtypeObj, dtypes_set) -> bool:
            # GH 46870: BooleanDtype._is_numeric == True but should be excluded
            dtype = dtype if not isinstance(dtype, ArrowDtype) else dtype.numpy_dtype
            return (
                issubclass(dtype.type, tuple(dtypes_set))
                or (
                    np.number in dtypes_set
                    and getattr(dtype, "_is_numeric", False)
                    and not is_bool_dtype(dtype)
                )
                # backwards compat for the default `str` dtype being selected by object
                or (
                    isinstance(dtype, StringDtype)
                    and dtype.na_value is np.nan
                    and np.object_ in dtypes_set
                )
            )
 
        def predicate(arr: ArrayLike) -> bool:
            dtype = arr.dtype
            if include:
                if not dtype_predicate(dtype, include):
                    return False
 
            if exclude:
                if dtype_predicate(dtype, exclude):
                    return False
 
            return True
 
        mgr = self._mgr._get_data_subset(predicate).copy(deep=None)
        # error: Incompatible return value type (got "DataFrame", expected "Self")
        return self._constructor_from_mgr(mgr, axes=mgr.axes).__finalize__(self)  # type: ignore[return-value]
 
    def insert(
        self,
        loc: int,
        column: Hashable,
        value: Scalar | AnyArrayLike,
        allow_duplicates: bool | lib.NoDefault = lib.no_default,
    ) -> None:
        """
        Insert column into DataFrame at specified location.
 
        Raises a ValueError if `column` is already contained in the DataFrame,
        unless `allow_duplicates` is set to True.
 
        Parameters
        ----------
        loc : int
            Insertion index. Must verify 0 <= loc <= len(columns).
        column : str, number, or hashable object
            Label of the inserted column.
        value : Scalar, Series, or array-like
            Content of the inserted column.
        allow_duplicates : bool, optional, default lib.no_default
            Allow duplicate column labels to be created.
 
        See Also
        --------
        Index.insert : Insert new item by index.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'col1': [1, 2], 'col2': [3, 4]})
        >>> df
           col1  col2
        0     1     3
        1     2     4
        >>> df.insert(1, "newcol", [99, 99])
        >>> df
           col1  newcol  col2
        0     1      99     3
        1     2      99     4
        >>> df.insert(0, "col1", [100, 100], allow_duplicates=True)
        >>> df
           col1  col1  newcol  col2
        0   100     1      99     3
        1   100     2      99     4
 
        Notice that pandas uses index alignment in case of `value` from type `Series`:
 
        >>> df.insert(0, "col0", pd.Series([5, 6], index=[1, 2]))
        >>> df
           col0  col1  col1  newcol  col2
        0   NaN   100     1      99     3
        1   5.0   100     2      99     4
        """
        if allow_duplicates is lib.no_default:
            allow_duplicates = False
        if allow_duplicates and not self.flags.allows_duplicate_labels:
            raise ValueError(
                "Cannot specify 'allow_duplicates=True' when "
                "'self.flags.allows_duplicate_labels' is False."
            )
        if not allow_duplicates and column in self.columns:
            # Should this be a different kind of error??
            raise ValueError(f"cannot insert {column}, already exists")
        if not is_integer(loc):
            raise TypeError("loc must be int")
        # convert non stdlib ints to satisfy typing checks
        loc = int(loc)
        if isinstance(value, DataFrame) and len(value.columns) > 1:
            raise ValueError(
                f"Expected a one-dimensional object, got a DataFrame with "
                f"{len(value.columns)} columns instead."
            )
        elif isinstance(value, DataFrame):
            value = value.iloc[:, 0]
 
        value, refs = self._sanitize_column(value)
        self._mgr.insert(loc, column, value, refs=refs)
 
    def assign(self, **kwargs) -> DataFrame:
        r"""
        Assign new columns to a DataFrame.
 
        Returns a new object with all original columns in addition to new ones.
        Existing columns that are re-assigned will be overwritten.
 
        Parameters
        ----------
        **kwargs : dict of {str: callable or Series}
            The column names are keywords. If the values are
            callable, they are computed on the DataFrame and
            assigned to the new columns. The callable must not
            change input DataFrame (though pandas doesn't check it).
            If the values are not callable, (e.g. a Series, scalar, or array),
            they are simply assigned.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            A new DataFrame with the new columns in addition to
            all the existing columns.
 
        Notes
        -----
        Assigning multiple columns within the same ``assign`` is possible.
        Later items in '\*\*kwargs' may refer to newly created or modified
        columns in 'df'; items are computed and assigned into 'df' in order.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'temp_c': [17.0, 25.0]},
        ...                   index=['Portland', 'Berkeley'])
        >>> df
                  temp_c
        Portland    17.0
        Berkeley    25.0
 
        Where the value is a callable, evaluated on `df`:
 
        >>> df.assign(temp_f=lambda x: x.temp_c * 9 / 5 + 32)
                  temp_c  temp_f
        Portland    17.0    62.6
        Berkeley    25.0    77.0
 
        Alternatively, the same behavior can be achieved by directly
        referencing an existing Series or sequence:
 
        >>> df.assign(temp_f=df['temp_c'] * 9 / 5 + 32)
                  temp_c  temp_f
        Portland    17.0    62.6
        Berkeley    25.0    77.0
 
        You can create multiple columns within the same assign where one
        of the columns depends on another one defined within the same assign:
 
        >>> df.assign(temp_f=lambda x: x['temp_c'] * 9 / 5 + 32,
        ...           temp_k=lambda x: (x['temp_f'] + 459.67) * 5 / 9)
                  temp_c  temp_f  temp_k
        Portland    17.0    62.6  290.15
        Berkeley    25.0    77.0  298.15
        """
        data = self.copy(deep=None)
 
        for k, v in kwargs.items():
            data[k] = com.apply_if_callable(v, data)
        return data
 
    def _sanitize_column(self, value) -> tuple[ArrayLike, BlockValuesRefs | None]:
        """
        Ensures new columns (which go into the BlockManager as new blocks) are
        always copied (or a reference is being tracked to them under CoW)
        and converted into an array.
 
        Parameters
        ----------
        value : scalar, Series, or array-like
 
        Returns
        -------
        tuple of numpy.ndarray or ExtensionArray and optional BlockValuesRefs
        """
        self._ensure_valid_index(value)
 
        # Using a DataFrame would mean coercing values to one dtype
        assert not isinstance(value, DataFrame)
        if is_dict_like(value):
            if not isinstance(value, Series):
                value = Series(value)
            return _reindex_for_setitem(value, self.index)
 
        if is_list_like(value):
            com.require_length_match(value, self.index)
        arr = sanitize_array(value, self.index, copy=True, allow_2d=True)
        if (
            isinstance(value, Index)
            and value.dtype == "object"
            and arr.dtype != value.dtype
        ):  #
            # TODO: Remove kludge in sanitize_array for string mode when enforcing
            # this deprecation
            warnings.warn(
                "Setting an Index with object dtype into a DataFrame will stop "
                "inferring another dtype in a future version. Cast the Index "
                "explicitly before setting it into the DataFrame.",
                FutureWarning,
                stacklevel=find_stack_level(),
            )
        return arr, None
 
    @property
    def _series(self):
        return {item: self._ixs(idx, axis=1) for idx, item in enumerate(self.columns)}
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Reindexing and alignment
 
    def _reindex_multi(
        self, axes: dict[str, Index], copy: bool, fill_value
    ) -> DataFrame:
        """
        We are guaranteed non-Nones in the axes.
        """
 
        new_index, row_indexer = self.index.reindex(axes["index"])
        new_columns, col_indexer = self.columns.reindex(axes["columns"])
 
        if row_indexer is not None and col_indexer is not None:
            # Fastpath. By doing two 'take's at once we avoid making an
            #  unnecessary copy.
            # We only get here with `self._can_fast_transpose`, which (almost)
            #  ensures that self.values is cheap. It may be worth making this
            #  condition more specific.
            indexer = row_indexer, col_indexer
            new_values = take_2d_multi(self.values, indexer, fill_value=fill_value)
            return self._constructor(
                new_values, index=new_index, columns=new_columns, copy=False
            )
        else:
            return self._reindex_with_indexers(
                {0: [new_index, row_indexer], 1: [new_columns, col_indexer]},
                copy=copy,
                fill_value=fill_value,
            )
 
    @Appender(
        """
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({"A": [1, 2, 3], "B": [4, 5, 6]})
 
        Change the row labels.
 
        >>> df.set_axis(['a', 'b', 'c'], axis='index')
           A  B
        a  1  4
        b  2  5
        c  3  6
 
        Change the column labels.
 
        >>> df.set_axis(['I', 'II'], axis='columns')
           I  II
        0  1   4
        1  2   5
        2  3   6
        """
    )
    @Substitution(
        klass=_shared_doc_kwargs["klass"],
        axes_single_arg=_shared_doc_kwargs["axes_single_arg"],
        extended_summary_sub=" column or",
        axis_description_sub=", and 1 identifies the columns",
        see_also_sub=" or columns",
    )
    @Appender(NDFrame.set_axis.__doc__)
    def set_axis(
        self,
        labels,
        *,
        axis: Axis = 0,
        copy: bool | None = None,
    ) -> DataFrame:
        return super().set_axis(labels, axis=axis, copy=copy)
 
    @doc(
        NDFrame.reindex,
        klass=_shared_doc_kwargs["klass"],
        optional_reindex=_shared_doc_kwargs["optional_reindex"],
    )
    def reindex(
        self,
        labels=None,
        *,
        index=None,
        columns=None,
        axis: Axis | None = None,
        method: ReindexMethod | None = None,
        copy: bool | None = None,
        level: Level | None = None,
        fill_value: Scalar | None = np.nan,
        limit: int | None = None,
        tolerance=None,
    ) -> DataFrame:
        return super().reindex(
            labels=labels,
            index=index,
            columns=columns,
            axis=axis,
            method=method,
            copy=copy,
            level=level,
            fill_value=fill_value,
            limit=limit,
            tolerance=tolerance,
        )
 
    @overload
    def drop(
        self,
        labels: IndexLabel = ...,
        *,
        axis: Axis = ...,
        index: IndexLabel = ...,
        columns: IndexLabel = ...,
        level: Level = ...,
        inplace: Literal[True],
        errors: IgnoreRaise = ...,
    ) -> None:
        ...
 
    @overload
    def drop(
        self,
        labels: IndexLabel = ...,
        *,
        axis: Axis = ...,
        index: IndexLabel = ...,
        columns: IndexLabel = ...,
        level: Level = ...,
        inplace: Literal[False] = ...,
        errors: IgnoreRaise = ...,
    ) -> DataFrame:
        ...
 
    @overload
    def drop(
        self,
        labels: IndexLabel = ...,
        *,
        axis: Axis = ...,
        index: IndexLabel = ...,
        columns: IndexLabel = ...,
        level: Level = ...,
        inplace: bool = ...,
        errors: IgnoreRaise = ...,
    ) -> DataFrame | None:
        ...
 
    def drop(
        self,
        labels: IndexLabel | None = None,
        *,
        axis: Axis = 0,
        index: IndexLabel | None = None,
        columns: IndexLabel | None = None,
        level: Level | None = None,
        inplace: bool = False,
        errors: IgnoreRaise = "raise",
    ) -> DataFrame | None:
        """
        Drop specified labels from rows or columns.
 
        Remove rows or columns by specifying label names and corresponding
        axis, or by directly specifying index or column names. When using a
        multi-index, labels on different levels can be removed by specifying
        the level. See the :ref:`user guide <advanced.shown_levels>`
        for more information about the now unused levels.
 
        Parameters
        ----------
        labels : single label or list-like
            Index or column labels to drop. A tuple will be used as a single
            label and not treated as a list-like.
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            Whether to drop labels from the index (0 or 'index') or
            columns (1 or 'columns').
        index : single label or list-like
            Alternative to specifying axis (``labels, axis=0``
            is equivalent to ``index=labels``).
        columns : single label or list-like
            Alternative to specifying axis (``labels, axis=1``
            is equivalent to ``columns=labels``).
        level : int or level name, optional
            For MultiIndex, level from which the labels will be removed.
        inplace : bool, default False
            If False, return a copy. Otherwise, do operation
            in place and return None.
        errors : {'ignore', 'raise'}, default 'raise'
            If 'ignore', suppress error and only existing labels are
            dropped.
 
        Returns
        -------
        DataFrame or None
            Returns DataFrame or None DataFrame with the specified
            index or column labels removed or None if inplace=True.
 
        Raises
        ------
        KeyError
            If any of the labels is not found in the selected axis.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.loc : Label-location based indexer for selection by label.
        DataFrame.dropna : Return DataFrame with labels on given axis omitted
            where (all or any) data are missing.
        DataFrame.drop_duplicates : Return DataFrame with duplicate rows
            removed, optionally only considering certain columns.
        Series.drop : Return Series with specified index labels removed.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame(np.arange(12).reshape(3, 4),
        ...                   columns=['A', 'B', 'C', 'D'])
        >>> df
           A  B   C   D
        0  0  1   2   3
        1  4  5   6   7
        2  8  9  10  11
 
        Drop columns
 
        >>> df.drop(['B', 'C'], axis=1)
           A   D
        0  0   3
        1  4   7
        2  8  11
 
        >>> df.drop(columns=['B', 'C'])
           A   D
        0  0   3
        1  4   7
        2  8  11
 
        Drop a row by index
 
        >>> df.drop([0, 1])
           A  B   C   D
        2  8  9  10  11
 
        Drop columns and/or rows of MultiIndex DataFrame
 
        >>> midx = pd.MultiIndex(levels=[['llama', 'cow', 'falcon'],
        ...                              ['speed', 'weight', 'length']],
        ...                      codes=[[0, 0, 0, 1, 1, 1, 2, 2, 2],
        ...                             [0, 1, 2, 0, 1, 2, 0, 1, 2]])
        >>> df = pd.DataFrame(index=midx, columns=['big', 'small'],
        ...                   data=[[45, 30], [200, 100], [1.5, 1], [30, 20],
        ...                         [250, 150], [1.5, 0.8], [320, 250],
        ...                         [1, 0.8], [0.3, 0.2]])
        >>> df
                        big     small
        llama   speed   45.0    30.0
                weight  200.0   100.0
                length  1.5     1.0
        cow     speed   30.0    20.0
                weight  250.0   150.0
                length  1.5     0.8
        falcon  speed   320.0   250.0
                weight  1.0     0.8
                length  0.3     0.2
 
        Drop a specific index combination from the MultiIndex
        DataFrame, i.e., drop the combination ``'falcon'`` and
        ``'weight'``, which deletes only the corresponding row
 
        >>> df.drop(index=('falcon', 'weight'))
                        big     small
        llama   speed   45.0    30.0
                weight  200.0   100.0
                length  1.5     1.0
        cow     speed   30.0    20.0
                weight  250.0   150.0
                length  1.5     0.8
        falcon  speed   320.0   250.0
                length  0.3     0.2
 
        >>> df.drop(index='cow', columns='small')
                        big
        llama   speed   45.0
                weight  200.0
                length  1.5
        falcon  speed   320.0
                weight  1.0
                length  0.3
 
        >>> df.drop(index='length', level=1)
                        big     small
        llama   speed   45.0    30.0
                weight  200.0   100.0
        cow     speed   30.0    20.0
                weight  250.0   150.0
        falcon  speed   320.0   250.0
                weight  1.0     0.8
        """
        return super().drop(
            labels=labels,
            axis=axis,
            index=index,
            columns=columns,
            level=level,
            inplace=inplace,
            errors=errors,
        )
 
    @overload
    def rename(
        self,
        mapper: Renamer | None = ...,
        *,
        index: Renamer | None = ...,
        columns: Renamer | None = ...,
        axis: Axis | None = ...,
        copy: bool | None = ...,
        inplace: Literal[True],
        level: Level = ...,
        errors: IgnoreRaise = ...,
    ) -> None:
        ...
 
    @overload
    def rename(
        self,
        mapper: Renamer | None = ...,
        *,
        index: Renamer | None = ...,
        columns: Renamer | None = ...,
        axis: Axis | None = ...,
        copy: bool | None = ...,
        inplace: Literal[False] = ...,
        level: Level = ...,
        errors: IgnoreRaise = ...,
    ) -> DataFrame:
        ...
 
    @overload
    def rename(
        self,
        mapper: Renamer | None = ...,
        *,
        index: Renamer | None = ...,
        columns: Renamer | None = ...,
        axis: Axis | None = ...,
        copy: bool | None = ...,
        inplace: bool = ...,
        level: Level = ...,
        errors: IgnoreRaise = ...,
    ) -> DataFrame | None:
        ...
 
    def rename(
        self,
        mapper: Renamer | None = None,
        *,
        index: Renamer | None = None,
        columns: Renamer | None = None,
        axis: Axis | None = None,
        copy: bool | None = None,
        inplace: bool = False,
        level: Level | None = None,
        errors: IgnoreRaise = "ignore",
    ) -> DataFrame | None:
        """
        Rename columns or index labels.
 
        Function / dict values must be unique (1-to-1). Labels not contained in
        a dict / Series will be left as-is. Extra labels listed don't throw an
        error.
 
        See the :ref:`user guide <basics.rename>` for more.
 
        Parameters
        ----------
        mapper : dict-like or function
            Dict-like or function transformations to apply to
            that axis' values. Use either ``mapper`` and ``axis`` to
            specify the axis to target with ``mapper``, or ``index`` and
            ``columns``.
        index : dict-like or function
            Alternative to specifying axis (``mapper, axis=0``
            is equivalent to ``index=mapper``).
        columns : dict-like or function
            Alternative to specifying axis (``mapper, axis=1``
            is equivalent to ``columns=mapper``).
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            Axis to target with ``mapper``. Can be either the axis name
            ('index', 'columns') or number (0, 1). The default is 'index'.
        copy : bool, default True
            Also copy underlying data.
 
            .. note::
                The `copy` keyword will change behavior in pandas 3.0.
                `Copy-on-Write
                <https://pandas.pydata.org/docs/dev/user_guide/copy_on_write.html>`__
                will be enabled by default, which means that all methods with a
                `copy` keyword will use a lazy copy mechanism to defer the copy and
                ignore the `copy` keyword. The `copy` keyword will be removed in a
                future version of pandas.
 
                You can already get the future behavior and improvements through
                enabling copy on write ``pd.options.mode.copy_on_write = True``
        inplace : bool, default False
            Whether to modify the DataFrame rather than creating a new one.
            If True then value of copy is ignored.
        level : int or level name, default None
            In case of a MultiIndex, only rename labels in the specified
            level.
        errors : {'ignore', 'raise'}, default 'ignore'
            If 'raise', raise a `KeyError` when a dict-like `mapper`, `index`,
            or `columns` contains labels that are not present in the Index
            being transformed.
            If 'ignore', existing keys will be renamed and extra keys will be
            ignored.
 
        Returns
        -------
        DataFrame or None
            DataFrame with the renamed axis labels or None if ``inplace=True``.
 
        Raises
        ------
        KeyError
            If any of the labels is not found in the selected axis and
            "errors='raise'".
 
        See Also
        --------
        DataFrame.rename_axis : Set the name of the axis.
 
        Examples
        --------
        ``DataFrame.rename`` supports two calling conventions
 
        * ``(index=index_mapper, columns=columns_mapper, ...)``
        * ``(mapper, axis={'index', 'columns'}, ...)``
 
        We *highly* recommend using keyword arguments to clarify your
        intent.
 
        Rename columns using a mapping:
 
        >>> df = pd.DataFrame({"A": [1, 2, 3], "B": [4, 5, 6]})
        >>> df.rename(columns={"A": "a", "B": "c"})
           a  c
        0  1  4
        1  2  5
        2  3  6
 
        Rename index using a mapping:
 
        >>> df.rename(index={0: "x", 1: "y", 2: "z"})
           A  B
        x  1  4
        y  2  5
        z  3  6
 
        Cast index labels to a different type:
 
        >>> df.index
        RangeIndex(start=0, stop=3, step=1)
        >>> df.rename(index=str).index
        Index(['0', '1', '2'], dtype='object')
 
        >>> df.rename(columns={"A": "a", "B": "b", "C": "c"}, errors="raise")
        Traceback (most recent call last):
        KeyError: ['C'] not found in axis
 
        Using axis-style parameters:
 
        >>> df.rename(str.lower, axis='columns')
           a  b
        0  1  4
        1  2  5
        2  3  6
 
        >>> df.rename({1: 2, 2: 4}, axis='index')
           A  B
        0  1  4
        2  2  5
        4  3  6
        """
        return super()._rename(
            mapper=mapper,
            index=index,
            columns=columns,
            axis=axis,
            copy=copy,
            inplace=inplace,
            level=level,
            errors=errors,
        )
 
    def pop(self, item: Hashable) -> Series:
        """
        Return item and drop from frame. Raise KeyError if not found.
 
        Parameters
        ----------
        item : label
            Label of column to be popped.
 
        Returns
        -------
        Series
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame([('falcon', 'bird', 389.0),
        ...                    ('parrot', 'bird', 24.0),
        ...                    ('lion', 'mammal', 80.5),
        ...                    ('monkey', 'mammal', np.nan)],
        ...                   columns=('name', 'class', 'max_speed'))
        >>> df
             name   class  max_speed
        0  falcon    bird      389.0
        1  parrot    bird       24.0
        2    lion  mammal       80.5
        3  monkey  mammal        NaN
 
        >>> df.pop('class')
        0      bird
        1      bird
        2    mammal
        3    mammal
        Name: class, dtype: object
 
        >>> df
             name  max_speed
        0  falcon      389.0
        1  parrot       24.0
        2    lion       80.5
        3  monkey        NaN
        """
        return super().pop(item=item)
 
    def _replace_columnwise(
        self, mapping: dict[Hashable, tuple[Any, Any]], inplace: bool, regex
    ):
        """
        Dispatch to Series.replace column-wise.
 
        Parameters
        ----------
        mapping : dict
            of the form {col: (target, value)}
        inplace : bool
        regex : bool or same types as `to_replace` in DataFrame.replace
 
        Returns
        -------
        DataFrame or None
        """
        # Operate column-wise
        res = self if inplace else self.copy(deep=None)
        ax = self.columns
 
        for i, ax_value in enumerate(ax):
            if ax_value in mapping:
                ser = self.iloc[:, i]
 
                target, value = mapping[ax_value]
                newobj = ser.replace(target, value, regex=regex)
 
                res._iset_item(i, newobj, inplace=inplace)
 
        if inplace:
            return
        return res.__finalize__(self)
 
    @doc(NDFrame.shift, klass=_shared_doc_kwargs["klass"])
    def shift(
        self,
        periods: int | Sequence[int] = 1,
        freq: Frequency | None = None,
        axis: Axis = 0,
        fill_value: Hashable = lib.no_default,
        suffix: str | None = None,
    ) -> DataFrame:
        if freq is not None and fill_value is not lib.no_default:
            # GH#53832
            warnings.warn(
                "Passing a 'freq' together with a 'fill_value' silently ignores "
                "the fill_value and is deprecated. This will raise in a future "
                "version.",
                FutureWarning,
                stacklevel=find_stack_level(),
            )
            fill_value = lib.no_default
 
        if self.empty:
            return self.copy()
 
        axis = self._get_axis_number(axis)
 
        if is_list_like(periods):
            periods = cast(Sequence, periods)
            if axis == 1:
                raise ValueError(
                    "If `periods` contains multiple shifts, `axis` cannot be 1."
                )
            if len(periods) == 0:
                raise ValueError("If `periods` is an iterable, it cannot be empty.")
            from pandas.core.reshape.concat import concat
 
            shifted_dataframes = []
            for period in periods:
                if not is_integer(period):
                    raise TypeError(
                        f"Periods must be integer, but {period} is {type(period)}."
                    )
                period = cast(int, period)
                shifted_dataframes.append(
                    super()
                    .shift(periods=period, freq=freq, axis=axis, fill_value=fill_value)
                    .add_suffix(f"{suffix}_{period}" if suffix else f"_{period}")
                )
            return concat(shifted_dataframes, axis=1)
        elif suffix:
            raise ValueError("Cannot specify `suffix` if `periods` is an int.")
        periods = cast(int, periods)
 
        ncols = len(self.columns)
        arrays = self._mgr.arrays
        if axis == 1 and periods != 0 and ncols > 0 and freq is None:
            if fill_value is lib.no_default:
                # We will infer fill_value to match the closest column
 
                # Use a column that we know is valid for our column's dtype GH#38434
                label = self.columns[0]
 
                if periods > 0:
                    result = self.iloc[:, :-periods]
                    for col in range(min(ncols, abs(periods))):
                        # TODO(EA2D): doing this in a loop unnecessary with 2D EAs
                        # Define filler inside loop so we get a copy
                        filler = self.iloc[:, 0].shift(len(self))
                        result.insert(0, label, filler, allow_duplicates=True)
                else:
                    result = self.iloc[:, -periods:]
                    for col in range(min(ncols, abs(periods))):
                        # Define filler inside loop so we get a copy
                        filler = self.iloc[:, -1].shift(len(self))
                        result.insert(
                            len(result.columns), label, filler, allow_duplicates=True
                        )
 
                result.columns = self.columns.copy()
                return result
            elif len(arrays) > 1 or (
                # If we only have one block and we know that we can't
                #  keep the same dtype (i.e. the _can_hold_element check)
                #  then we can go through the reindex_indexer path
                #  (and avoid casting logic in the Block method).
                not can_hold_element(arrays[0], fill_value)
            ):
                # GH#35488 we need to watch out for multi-block cases
                # We only get here with fill_value not-lib.no_default
                nper = abs(periods)
                nper = min(nper, ncols)
                if periods > 0:
                    indexer = np.array(
                        [-1] * nper + list(range(ncols - periods)), dtype=np.intp
                    )
                else:
                    indexer = np.array(
                        list(range(nper, ncols)) + [-1] * nper, dtype=np.intp
                    )
                mgr = self._mgr.reindex_indexer(
                    self.columns,
                    indexer,
                    axis=0,
                    fill_value=fill_value,
                    allow_dups=True,
                )
                res_df = self._constructor_from_mgr(mgr, axes=mgr.axes)
                return res_df.__finalize__(self, method="shift")
            else:
                return self.T.shift(periods=periods, fill_value=fill_value).T
 
        return super().shift(
            periods=periods, freq=freq, axis=axis, fill_value=fill_value
        )
 
    @overload
    def set_index(
        self,
        keys,
        *,
        drop: bool = ...,
        append: bool = ...,
        inplace: Literal[False] = ...,
        verify_integrity: bool = ...,
    ) -> DataFrame:
        ...
 
    @overload
    def set_index(
        self,
        keys,
        *,
        drop: bool = ...,
        append: bool = ...,
        inplace: Literal[True],
        verify_integrity: bool = ...,
    ) -> None:
        ...
 
    def set_index(
        self,
        keys,
        *,
        drop: bool = True,
        append: bool = False,
        inplace: bool = False,
        verify_integrity: bool = False,
    ) -> DataFrame | None:
        """
        Set the DataFrame index using existing columns.
 
        Set the DataFrame index (row labels) using one or more existing
        columns or arrays (of the correct length). The index can replace the
        existing index or expand on it.
 
        Parameters
        ----------
        keys : label or array-like or list of labels/arrays
            This parameter can be either a single column key, a single array of
            the same length as the calling DataFrame, or a list containing an
            arbitrary combination of column keys and arrays. Here, "array"
            encompasses :class:`Series`, :class:`Index`, ``np.ndarray``, and
            instances of :class:`~collections.abc.Iterator`.
        drop : bool, default True
            Delete columns to be used as the new index.
        append : bool, default False
            Whether to append columns to existing index.
        inplace : bool, default False
            Whether to modify the DataFrame rather than creating a new one.
        verify_integrity : bool, default False
            Check the new index for duplicates. Otherwise defer the check until
            necessary. Setting to False will improve the performance of this
            method.
 
        Returns
        -------
        DataFrame or None
            Changed row labels or None if ``inplace=True``.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.reset_index : Opposite of set_index.
        DataFrame.reindex : Change to new indices or expand indices.
        DataFrame.reindex_like : Change to same indices as other DataFrame.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'month': [1, 4, 7, 10],
        ...                    'year': [2012, 2014, 2013, 2014],
        ...                    'sale': [55, 40, 84, 31]})
        >>> df
           month  year  sale
        0      1  2012    55
        1      4  2014    40
        2      7  2013    84
        3     10  2014    31
 
        Set the index to become the 'month' column:
 
        >>> df.set_index('month')
               year  sale
        month
        1      2012    55
        4      2014    40
        7      2013    84
        10     2014    31
 
        Create a MultiIndex using columns 'year' and 'month':
 
        >>> df.set_index(['year', 'month'])
                    sale
        year  month
        2012  1     55
        2014  4     40
        2013  7     84
        2014  10    31
 
        Create a MultiIndex using an Index and a column:
 
        >>> df.set_index([pd.Index([1, 2, 3, 4]), 'year'])
                 month  sale
           year
        1  2012  1      55
        2  2014  4      40
        3  2013  7      84
        4  2014  10     31
 
        Create a MultiIndex using two Series:
 
        >>> s = pd.Series([1, 2, 3, 4])
        >>> df.set_index([s, s**2])
              month  year  sale
        1 1       1  2012    55
        2 4       4  2014    40
        3 9       7  2013    84
        4 16     10  2014    31
        """
        inplace = validate_bool_kwarg(inplace, "inplace")
        self._check_inplace_and_allows_duplicate_labels(inplace)
        if not isinstance(keys, list):
            keys = [keys]
 
        err_msg = (
            'The parameter "keys" may be a column key, one-dimensional '
            "array, or a list containing only valid column keys and "
            "one-dimensional arrays."
        )
 
        missing: list[Hashable] = []
        for col in keys:
            if isinstance(col, (Index, Series, np.ndarray, list, abc.Iterator)):
                # arrays are fine as long as they are one-dimensional
                # iterators get converted to list below
                if getattr(col, "ndim", 1) != 1:
                    raise ValueError(err_msg)
            else:
                # everything else gets tried as a key; see GH 24969
                try:
                    found = col in self.columns
                except TypeError as err:
                    raise TypeError(
                        f"{err_msg}. Received column of type {type(col)}"
                    ) from err
                else:
                    if not found:
                        missing.append(col)
 
        if missing:
            raise KeyError(f"None of {missing} are in the columns")
 
        if inplace:
            frame = self
        else:
            # GH 49473 Use "lazy copy" with Copy-on-Write
            frame = self.copy(deep=None)
 
        arrays: list[Index] = []
        names: list[Hashable] = []
        if append:
            names = list(self.index.names)
            if isinstance(self.index, MultiIndex):
                arrays.extend(
                    self.index._get_level_values(i) for i in range(self.index.nlevels)
                )
            else:
                arrays.append(self.index)
 
        to_remove: list[Hashable] = []
        for col in keys:
            if isinstance(col, MultiIndex):
                arrays.extend(col._get_level_values(n) for n in range(col.nlevels))
                names.extend(col.names)
            elif isinstance(col, (Index, Series)):
                # if Index then not MultiIndex (treated above)
 
                # error: Argument 1 to "append" of "list" has incompatible type
                #  "Union[Index, Series]"; expected "Index"
                arrays.append(col)  # type: ignore[arg-type]
                names.append(col.name)
            elif isinstance(col, (list, np.ndarray)):
                # error: Argument 1 to "append" of "list" has incompatible type
                # "Union[List[Any], ndarray]"; expected "Index"
                arrays.append(col)  # type: ignore[arg-type]
                names.append(None)
            elif isinstance(col, abc.Iterator):
                # error: Argument 1 to "append" of "list" has incompatible type
                # "List[Any]"; expected "Index"
                arrays.append(list(col))  # type: ignore[arg-type]
                names.append(None)
            # from here, col can only be a column label
            else:
                arrays.append(frame[col])
                names.append(col)
                if drop:
                    to_remove.append(col)
 
            if len(arrays[-1]) != len(self):
                # check newest element against length of calling frame, since
                # ensure_index_from_sequences would not raise for append=False.
                raise ValueError(
                    f"Length mismatch: Expected {len(self)} rows, "
                    f"received array of length {len(arrays[-1])}"
                )
 
        index = ensure_index_from_sequences(arrays, names)
 
        if verify_integrity and not index.is_unique:
            duplicates = index[index.duplicated()].unique()
            raise ValueError(f"Index has duplicate keys: {duplicates}")
 
        # use set to handle duplicate column names gracefully in case of drop
        for c in set(to_remove):
            del frame[c]
 
        # clear up memory usage
        index._cleanup()
 
        frame.index = index
 
        if not inplace:
            return frame
        return None
 
    @overload
    def reset_index(
        self,
        level: IndexLabel = ...,
        *,
        drop: bool = ...,
        inplace: Literal[False] = ...,
        col_level: Hashable = ...,
        col_fill: Hashable = ...,
        allow_duplicates: bool | lib.NoDefault = ...,
        names: Hashable | Sequence[Hashable] | None = None,
    ) -> DataFrame:
        ...
 
    @overload
    def reset_index(
        self,
        level: IndexLabel = ...,
        *,
        drop: bool = ...,
        inplace: Literal[True],
        col_level: Hashable = ...,
        col_fill: Hashable = ...,
        allow_duplicates: bool | lib.NoDefault = ...,
        names: Hashable | Sequence[Hashable] | None = None,
    ) -> None:
        ...
 
    @overload
    def reset_index(
        self,
        level: IndexLabel = ...,
        *,
        drop: bool = ...,
        inplace: bool = ...,
        col_level: Hashable = ...,
        col_fill: Hashable = ...,
        allow_duplicates: bool | lib.NoDefault = ...,
        names: Hashable | Sequence[Hashable] | None = None,
    ) -> DataFrame | None:
        ...
 
    def reset_index(
        self,
        level: IndexLabel | None = None,
        *,
        drop: bool = False,
        inplace: bool = False,
        col_level: Hashable = 0,
        col_fill: Hashable = "",
        allow_duplicates: bool | lib.NoDefault = lib.no_default,
        names: Hashable | Sequence[Hashable] | None = None,
    ) -> DataFrame | None:
        """
        Reset the index, or a level of it.
 
        Reset the index of the DataFrame, and use the default one instead.
        If the DataFrame has a MultiIndex, this method can remove one or more
        levels.
 
        Parameters
        ----------
        level : int, str, tuple, or list, default None
            Only remove the given levels from the index. Removes all levels by
            default.
        drop : bool, default False
            Do not try to insert index into dataframe columns. This resets
            the index to the default integer index.
        inplace : bool, default False
            Whether to modify the DataFrame rather than creating a new one.
        col_level : int or str, default 0
            If the columns have multiple levels, determines which level the
            labels are inserted into. By default it is inserted into the first
            level.
        col_fill : object, default ''
            If the columns have multiple levels, determines how the other
            levels are named. If None then the index name is repeated.
        allow_duplicates : bool, optional, default lib.no_default
            Allow duplicate column labels to be created.
 
            .. versionadded:: 1.5.0
 
        names : int, str or 1-dimensional list, default None
            Using the given string, rename the DataFrame column which contains the
            index data. If the DataFrame has a MultiIndex, this has to be a list or
            tuple with length equal to the number of levels.
 
            .. versionadded:: 1.5.0
 
        Returns
        -------
        DataFrame or None
            DataFrame with the new index or None if ``inplace=True``.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.set_index : Opposite of reset_index.
        DataFrame.reindex : Change to new indices or expand indices.
        DataFrame.reindex_like : Change to same indices as other DataFrame.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame([('bird', 389.0),
        ...                    ('bird', 24.0),
        ...                    ('mammal', 80.5),
        ...                    ('mammal', np.nan)],
        ...                   index=['falcon', 'parrot', 'lion', 'monkey'],
        ...                   columns=('class', 'max_speed'))
        >>> df
                 class  max_speed
        falcon    bird      389.0
        parrot    bird       24.0
        lion    mammal       80.5
        monkey  mammal        NaN
 
        When we reset the index, the old index is added as a column, and a
        new sequential index is used:
 
        >>> df.reset_index()
            index   class  max_speed
        0  falcon    bird      389.0
        1  parrot    bird       24.0
        2    lion  mammal       80.5
        3  monkey  mammal        NaN
 
        We can use the `drop` parameter to avoid the old index being added as
        a column:
 
        >>> df.reset_index(drop=True)
            class  max_speed
        0    bird      389.0
        1    bird       24.0
        2  mammal       80.5
        3  mammal        NaN
 
        You can also use `reset_index` with `MultiIndex`.
 
        >>> index = pd.MultiIndex.from_tuples([('bird', 'falcon'),
        ...                                    ('bird', 'parrot'),
        ...                                    ('mammal', 'lion'),
        ...                                    ('mammal', 'monkey')],
        ...                                   names=['class', 'name'])
        >>> columns = pd.MultiIndex.from_tuples([('speed', 'max'),
        ...                                      ('species', 'type')])
        >>> df = pd.DataFrame([(389.0, 'fly'),
        ...                    (24.0, 'fly'),
        ...                    (80.5, 'run'),
        ...                    (np.nan, 'jump')],
        ...                   index=index,
        ...                   columns=columns)
        >>> df
                       speed species
                         max    type
        class  name
        bird   falcon  389.0     fly
               parrot   24.0     fly
        mammal lion     80.5     run
               monkey    NaN    jump
 
        Using the `names` parameter, choose a name for the index column:
 
        >>> df.reset_index(names=['classes', 'names'])
          classes   names  speed species
                             max    type
        0    bird  falcon  389.0     fly
        1    bird  parrot   24.0     fly
        2  mammal    lion   80.5     run
        3  mammal  monkey    NaN    jump
 
        If the index has multiple levels, we can reset a subset of them:
 
        >>> df.reset_index(level='class')
                 class  speed species
                          max    type
        name
        falcon    bird  389.0     fly
        parrot    bird   24.0     fly
        lion    mammal   80.5     run
        monkey  mammal    NaN    jump
 
        If we are not dropping the index, by default, it is placed in the top
        level. We can place it in another level:
 
        >>> df.reset_index(level='class', col_level=1)
                        speed species
                 class    max    type
        name
        falcon    bird  389.0     fly
        parrot    bird   24.0     fly
        lion    mammal   80.5     run
        monkey  mammal    NaN    jump
 
        When the index is inserted under another level, we can specify under
        which one with the parameter `col_fill`:
 
        >>> df.reset_index(level='class', col_level=1, col_fill='species')
                      species  speed species
                        class    max    type
        name
        falcon           bird  389.0     fly
        parrot           bird   24.0     fly
        lion           mammal   80.5     run
        monkey         mammal    NaN    jump
 
        If we specify a nonexistent level for `col_fill`, it is created:
 
        >>> df.reset_index(level='class', col_level=1, col_fill='genus')
                        genus  speed species
                        class    max    type
        name
        falcon           bird  389.0     fly
        parrot           bird   24.0     fly
        lion           mammal   80.5     run
        monkey         mammal    NaN    jump
        """
        inplace = validate_bool_kwarg(inplace, "inplace")
        self._check_inplace_and_allows_duplicate_labels(inplace)
        if inplace:
            new_obj = self
        else:
            new_obj = self.copy(deep=None)
        if allow_duplicates is not lib.no_default:
            allow_duplicates = validate_bool_kwarg(allow_duplicates, "allow_duplicates")
 
        new_index = default_index(len(new_obj))
        if level is not None:
            if not isinstance(level, (tuple, list)):
                level = [level]
            level = [self.index._get_level_number(lev) for lev in level]
            if len(level) < self.index.nlevels:
                new_index = self.index.droplevel(level)
 
        if not drop:
            to_insert: Iterable[tuple[Any, Any | None]]
 
            default = "index" if "index" not in self else "level_0"
            names = self.index._get_default_index_names(names, default)
 
            if isinstance(self.index, MultiIndex):
                to_insert = zip(self.index.levels, self.index.codes)
            else:
                to_insert = ((self.index, None),)
 
            multi_col = isinstance(self.columns, MultiIndex)
            for i, (lev, lab) in reversed(list(enumerate(to_insert))):
                if level is not None and i not in level:
                    continue
                name = names[i]
                if multi_col:
                    col_name = list(name) if isinstance(name, tuple) else [name]
                    if col_fill is None:
                        if len(col_name) not in (1, self.columns.nlevels):
                            raise ValueError(
                                "col_fill=None is incompatible "
                                f"with incomplete column name {name}"
                            )
                        col_fill = col_name[0]
 
                    lev_num = self.columns._get_level_number(col_level)
                    name_lst = [col_fill] * lev_num + col_name
                    missing = self.columns.nlevels - len(name_lst)
                    name_lst += [col_fill] * missing
                    name = tuple(name_lst)
 
                # to ndarray and maybe infer different dtype
                level_values = lev._values
                if level_values.dtype == np.object_:
                    level_values = lib.maybe_convert_objects(level_values)
 
                if lab is not None:
                    # if we have the codes, extract the values with a mask
                    level_values = algorithms.take(
                        level_values, lab, allow_fill=True, fill_value=lev._na_value
                    )
 
                new_obj.insert(
                    0,
                    name,
                    level_values,
                    allow_duplicates=allow_duplicates,
                )
 
        new_obj.index = new_index
        if not inplace:
            return new_obj
 
        return None
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Reindex-based selection methods
 
    @doc(NDFrame.isna, klass=_shared_doc_kwargs["klass"])
    def isna(self) -> DataFrame:
        res_mgr = self._mgr.isna(func=isna)
        result = self._constructor_from_mgr(res_mgr, axes=res_mgr.axes)
        return result.__finalize__(self, method="isna")
 
    @doc(NDFrame.isna, klass=_shared_doc_kwargs["klass"])
    def isnull(self) -> DataFrame:
        """
        DataFrame.isnull is an alias for DataFrame.isna.
        """
        return self.isna()
 
    @doc(NDFrame.notna, klass=_shared_doc_kwargs["klass"])
    def notna(self) -> DataFrame:
        return ~self.isna()
 
    @doc(NDFrame.notna, klass=_shared_doc_kwargs["klass"])
    def notnull(self) -> DataFrame:
        """
        DataFrame.notnull is an alias for DataFrame.notna.
        """
        return ~self.isna()
 
    @overload
    def dropna(
        self,
        *,
        axis: Axis = ...,
        how: AnyAll | lib.NoDefault = ...,
        thresh: int | lib.NoDefault = ...,
        subset: IndexLabel = ...,
        inplace: Literal[False] = ...,
        ignore_index: bool = ...,
    ) -> DataFrame:
        ...
 
    @overload
    def dropna(
        self,
        *,
        axis: Axis = ...,
        how: AnyAll | lib.NoDefault = ...,
        thresh: int | lib.NoDefault = ...,
        subset: IndexLabel = ...,
        inplace: Literal[True],
        ignore_index: bool = ...,
    ) -> None:
        ...
 
    def dropna(
        self,
        *,
        axis: Axis = 0,
        how: AnyAll | lib.NoDefault = lib.no_default,
        thresh: int | lib.NoDefault = lib.no_default,
        subset: IndexLabel | None = None,
        inplace: bool = False,
        ignore_index: bool = False,
    ) -> DataFrame | None:
        """
        Remove missing values.
 
        See the :ref:`User Guide <missing_data>` for more on which values are
        considered missing, and how to work with missing data.
 
        Parameters
        ----------
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            Determine if rows or columns which contain missing values are
            removed.
 
            * 0, or 'index' : Drop rows which contain missing values.
            * 1, or 'columns' : Drop columns which contain missing value.
 
            Only a single axis is allowed.
 
        how : {'any', 'all'}, default 'any'
            Determine if row or column is removed from DataFrame, when we have
            at least one NA or all NA.
 
            * 'any' : If any NA values are present, drop that row or column.
            * 'all' : If all values are NA, drop that row or column.
 
        thresh : int, optional
            Require that many non-NA values. Cannot be combined with how.
        subset : column label or sequence of labels, optional
            Labels along other axis to consider, e.g. if you are dropping rows
            these would be a list of columns to include.
        inplace : bool, default False
            Whether to modify the DataFrame rather than creating a new one.
        ignore_index : bool, default ``False``
            If ``True``, the resulting axis will be labeled 0, 1, …, n - 1.
 
            .. versionadded:: 2.0.0
 
        Returns
        -------
        DataFrame or None
            DataFrame with NA entries dropped from it or None if ``inplace=True``.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.isna: Indicate missing values.
        DataFrame.notna : Indicate existing (non-missing) values.
        DataFrame.fillna : Replace missing values.
        Series.dropna : Drop missing values.
        Index.dropna : Drop missing indices.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({"name": ['Alfred', 'Batman', 'Catwoman'],
        ...                    "toy": [np.nan, 'Batmobile', 'Bullwhip'],
        ...                    "born": [pd.NaT, pd.Timestamp("1940-04-25"),
        ...                             pd.NaT]})
        >>> df
               name        toy       born
        0    Alfred        NaN        NaT
        1    Batman  Batmobile 1940-04-25
        2  Catwoman   Bullwhip        NaT
 
        Drop the rows where at least one element is missing.
 
        >>> df.dropna()
             name        toy       born
        1  Batman  Batmobile 1940-04-25
 
        Drop the columns where at least one element is missing.
 
        >>> df.dropna(axis='columns')
               name
        0    Alfred
        1    Batman
        2  Catwoman
 
        Drop the rows where all elements are missing.
 
        >>> df.dropna(how='all')
               name        toy       born
        0    Alfred        NaN        NaT
        1    Batman  Batmobile 1940-04-25
        2  Catwoman   Bullwhip        NaT
 
        Keep only the rows with at least 2 non-NA values.
 
        >>> df.dropna(thresh=2)
               name        toy       born
        1    Batman  Batmobile 1940-04-25
        2  Catwoman   Bullwhip        NaT
 
        Define in which columns to look for missing values.
 
        >>> df.dropna(subset=['name', 'toy'])
               name        toy       born
        1    Batman  Batmobile 1940-04-25
        2  Catwoman   Bullwhip        NaT
        """
        if (how is not lib.no_default) and (thresh is not lib.no_default):
            raise TypeError(
                "You cannot set both the how and thresh arguments at the same time."
            )
 
        if how is lib.no_default:
            how = "any"
 
        inplace = validate_bool_kwarg(inplace, "inplace")
        if isinstance(axis, (tuple, list)):
            # GH20987
            raise TypeError("supplying multiple axes to axis is no longer supported.")
 
        axis = self._get_axis_number(axis)
        agg_axis = 1 - axis
 
        agg_obj = self
        if subset is not None:
            # subset needs to be list
            if not is_list_like(subset):
                subset = [subset]
            ax = self._get_axis(agg_axis)
            indices = ax.get_indexer_for(subset)
            check = indices == -1
            if check.any():
                raise KeyError(np.array(subset)[check].tolist())
            agg_obj = self.take(indices, axis=agg_axis)
 
        if thresh is not lib.no_default:
            count = agg_obj.count(axis=agg_axis)
            mask = count >= thresh
        elif how == "any":
            # faster equivalent to 'agg_obj.count(agg_axis) == self.shape[agg_axis]'
            mask = notna(agg_obj).all(axis=agg_axis, bool_only=False)
        elif how == "all":
            # faster equivalent to 'agg_obj.count(agg_axis) > 0'
            mask = notna(agg_obj).any(axis=agg_axis, bool_only=False)
        else:
            raise ValueError(f"invalid how option: {how}")
 
        if np.all(mask):
            result = self.copy(deep=None)
        else:
            result = self.loc(axis=axis)[mask]
 
        if ignore_index:
            result.index = default_index(len(result))
 
        if not inplace:
            return result
        self._update_inplace(result)
        return None
 
    @overload
    def drop_duplicates(
        self,
        subset: Hashable | Sequence[Hashable] | None = ...,
        *,
        keep: DropKeep = ...,
        inplace: Literal[True],
        ignore_index: bool = ...,
    ) -> None:
        ...
 
    @overload
    def drop_duplicates(
        self,
        subset: Hashable | Sequence[Hashable] | None = ...,
        *,
        keep: DropKeep = ...,
        inplace: Literal[False] = ...,
        ignore_index: bool = ...,
    ) -> DataFrame:
        ...
 
    @overload
    def drop_duplicates(
        self,
        subset: Hashable | Sequence[Hashable] | None = ...,
        *,
        keep: DropKeep = ...,
        inplace: bool = ...,
        ignore_index: bool = ...,
    ) -> DataFrame | None:
        ...
 
    def drop_duplicates(
        self,
        subset: Hashable | Sequence[Hashable] | None = None,
        *,
        keep: DropKeep = "first",
        inplace: bool = False,
        ignore_index: bool = False,
    ) -> DataFrame | None:
        """
        Return DataFrame with duplicate rows removed.
 
        Considering certain columns is optional. Indexes, including time indexes
        are ignored.
 
        Parameters
        ----------
        subset : column label or sequence of labels, optional
            Only consider certain columns for identifying duplicates, by
            default use all of the columns.
        keep : {'first', 'last', ``False``}, default 'first'
            Determines which duplicates (if any) to keep.
 
            - 'first' : Drop duplicates except for the first occurrence.
            - 'last' : Drop duplicates except for the last occurrence.
            - ``False`` : Drop all duplicates.
 
        inplace : bool, default ``False``
            Whether to modify the DataFrame rather than creating a new one.
        ignore_index : bool, default ``False``
            If ``True``, the resulting axis will be labeled 0, 1, …, n - 1.
 
        Returns
        -------
        DataFrame or None
            DataFrame with duplicates removed or None if ``inplace=True``.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.value_counts: Count unique combinations of columns.
 
        Examples
        --------
        Consider dataset containing ramen rating.
 
        >>> df = pd.DataFrame({
        ...     'brand': ['Yum Yum', 'Yum Yum', 'Indomie', 'Indomie', 'Indomie'],
        ...     'style': ['cup', 'cup', 'cup', 'pack', 'pack'],
        ...     'rating': [4, 4, 3.5, 15, 5]
        ... })
        >>> df
            brand style  rating
        0  Yum Yum   cup     4.0
        1  Yum Yum   cup     4.0
        2  Indomie   cup     3.5
        3  Indomie  pack    15.0
        4  Indomie  pack     5.0
 
        By default, it removes duplicate rows based on all columns.
 
        >>> df.drop_duplicates()
            brand style  rating
        0  Yum Yum   cup     4.0
        2  Indomie   cup     3.5
        3  Indomie  pack    15.0
        4  Indomie  pack     5.0
 
        To remove duplicates on specific column(s), use ``subset``.
 
        >>> df.drop_duplicates(subset=['brand'])
            brand style  rating
        0  Yum Yum   cup     4.0
        2  Indomie   cup     3.5
 
        To remove duplicates and keep last occurrences, use ``keep``.
 
        >>> df.drop_duplicates(subset=['brand', 'style'], keep='last')
            brand style  rating
        1  Yum Yum   cup     4.0
        2  Indomie   cup     3.5
        4  Indomie  pack     5.0
        """
        if self.empty:
            return self.copy(deep=None)
 
        inplace = validate_bool_kwarg(inplace, "inplace")
        ignore_index = validate_bool_kwarg(ignore_index, "ignore_index")
 
        result = self[-self.duplicated(subset, keep=keep)]
        if ignore_index:
            result.index = default_index(len(result))
 
        if inplace:
            self._update_inplace(result)
            return None
        else:
            return result
 
    def duplicated(
        self,
        subset: Hashable | Sequence[Hashable] | None = None,
        keep: DropKeep = "first",
    ) -> Series:
        """
        Return boolean Series denoting duplicate rows.
 
        Considering certain columns is optional.
 
        Parameters
        ----------
        subset : column label or sequence of labels, optional
            Only consider certain columns for identifying duplicates, by
            default use all of the columns.
        keep : {'first', 'last', False}, default 'first'
            Determines which duplicates (if any) to mark.
 
            - ``first`` : Mark duplicates as ``True`` except for the first occurrence.
            - ``last`` : Mark duplicates as ``True`` except for the last occurrence.
            - False : Mark all duplicates as ``True``.
 
        Returns
        -------
        Series
            Boolean series for each duplicated rows.
 
        See Also
        --------
        Index.duplicated : Equivalent method on index.
        Series.duplicated : Equivalent method on Series.
        Series.drop_duplicates : Remove duplicate values from Series.
        DataFrame.drop_duplicates : Remove duplicate values from DataFrame.
 
        Examples
        --------
        Consider dataset containing ramen rating.
 
        >>> df = pd.DataFrame({
        ...     'brand': ['Yum Yum', 'Yum Yum', 'Indomie', 'Indomie', 'Indomie'],
        ...     'style': ['cup', 'cup', 'cup', 'pack', 'pack'],
        ...     'rating': [4, 4, 3.5, 15, 5]
        ... })
        >>> df
            brand style  rating
        0  Yum Yum   cup     4.0
        1  Yum Yum   cup     4.0
        2  Indomie   cup     3.5
        3  Indomie  pack    15.0
        4  Indomie  pack     5.0
 
        By default, for each set of duplicated values, the first occurrence
        is set on False and all others on True.
 
        >>> df.duplicated()
        0    False
        1     True
        2    False
        3    False
        4    False
        dtype: bool
 
        By using 'last', the last occurrence of each set of duplicated values
        is set on False and all others on True.
 
        >>> df.duplicated(keep='last')
        0     True
        1    False
        2    False
        3    False
        4    False
        dtype: bool
 
        By setting ``keep`` on False, all duplicates are True.
 
        >>> df.duplicated(keep=False)
        0     True
        1     True
        2    False
        3    False
        4    False
        dtype: bool
 
        To find duplicates on specific column(s), use ``subset``.
 
        >>> df.duplicated(subset=['brand'])
        0    False
        1     True
        2    False
        3     True
        4     True
        dtype: bool
        """
 
        if self.empty:
            return self._constructor_sliced(dtype=bool)
 
        def f(vals) -> tuple[np.ndarray, int]:
            labels, shape = algorithms.factorize(vals, size_hint=len(self))
            return labels.astype("i8", copy=False), len(shape)
 
        if subset is None:
            # https://github.com/pandas-dev/pandas/issues/28770
            # Incompatible types in assignment (expression has type "Index", variable
            # has type "Sequence[Any]")
            subset = self.columns  # type: ignore[assignment]
        elif (
            not np.iterable(subset)
            or isinstance(subset, str)
            or isinstance(subset, tuple)
            and subset in self.columns
        ):
            subset = (subset,)
 
        #  needed for mypy since can't narrow types using np.iterable
        subset = cast(Sequence, subset)
 
        # Verify all columns in subset exist in the queried dataframe
        # Otherwise, raise a KeyError, same as if you try to __getitem__ with a
        # key that doesn't exist.
        diff = set(subset) - set(self.columns)
        if diff:
            raise KeyError(Index(diff))
 
        if len(subset) == 1 and self.columns.is_unique:
            # GH#45236 This is faster than get_group_index below
            result = self[subset[0]].duplicated(keep)
            result.name = None
        else:
            vals = (col.values for name, col in self.items() if name in subset)
            labels, shape = map(list, zip(*map(f, vals)))
 
            ids = get_group_index(labels, tuple(shape), sort=False, xnull=False)
            result = self._constructor_sliced(duplicated(ids, keep), index=self.index)
        return result.__finalize__(self, method="duplicated")
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Sorting
    # error: Signature of "sort_values" incompatible with supertype "NDFrame"
    @overload  # type: ignore[override]
    def sort_values(
        self,
        by: IndexLabel,
        *,
        axis: Axis = ...,
        ascending=...,
        inplace: Literal[False] = ...,
        kind: SortKind = ...,
        na_position: NaPosition = ...,
        ignore_index: bool = ...,
        key: ValueKeyFunc = ...,
    ) -> DataFrame:
        ...
 
    @overload
    def sort_values(
        self,
        by: IndexLabel,
        *,
        axis: Axis = ...,
        ascending=...,
        inplace: Literal[True],
        kind: SortKind = ...,
        na_position: str = ...,
        ignore_index: bool = ...,
        key: ValueKeyFunc = ...,
    ) -> None:
        ...
 
    def sort_values(
        self,
        by: IndexLabel,
        *,
        axis: Axis = 0,
        ascending: bool | list[bool] | tuple[bool, ...] = True,
        inplace: bool = False,
        kind: SortKind = "quicksort",
        na_position: str = "last",
        ignore_index: bool = False,
        key: ValueKeyFunc | None = None,
    ) -> DataFrame | None:
        """
        Sort by the values along either axis.
 
        Parameters
        ----------
        by : str or list of str
            Name or list of names to sort by.
 
            - if `axis` is 0 or `'index'` then `by` may contain index
              levels and/or column labels.
            - if `axis` is 1 or `'columns'` then `by` may contain column
              levels and/or index labels.
        axis : "{0 or 'index', 1 or 'columns'}", default 0
             Axis to be sorted.
        ascending : bool or list of bool, default True
             Sort ascending vs. descending. Specify list for multiple sort
             orders.  If this is a list of bools, must match the length of
             the by.
        inplace : bool, default False
             If True, perform operation in-place.
        kind : {'quicksort', 'mergesort', 'heapsort', 'stable'}, default 'quicksort'
             Choice of sorting algorithm. See also :func:`numpy.sort` for more
             information. `mergesort` and `stable` are the only stable algorithms. For
             DataFrames, this option is only applied when sorting on a single
             column or label.
        na_position : {'first', 'last'}, default 'last'
             Puts NaNs at the beginning if `first`; `last` puts NaNs at the
             end.
        ignore_index : bool, default False
             If True, the resulting axis will be labeled 0, 1, …, n - 1.
        key : callable, optional
            Apply the key function to the values
            before sorting. This is similar to the `key` argument in the
            builtin :meth:`sorted` function, with the notable difference that
            this `key` function should be *vectorized*. It should expect a
            ``Series`` and return a Series with the same shape as the input.
            It will be applied to each column in `by` independently.
 
        Returns
        -------
        DataFrame or None
            DataFrame with sorted values or None if ``inplace=True``.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.sort_index : Sort a DataFrame by the index.
        Series.sort_values : Similar method for a Series.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({
        ...     'col1': ['A', 'A', 'B', np.nan, 'D', 'C'],
        ...     'col2': [2, 1, 9, 8, 7, 4],
        ...     'col3': [0, 1, 9, 4, 2, 3],
        ...     'col4': ['a', 'B', 'c', 'D', 'e', 'F']
        ... })
        >>> df
          col1  col2  col3 col4
        0    A     2     0    a
        1    A     1     1    B
        2    B     9     9    c
        3  NaN     8     4    D
        4    D     7     2    e
        5    C     4     3    F
 
        Sort by col1
 
        >>> df.sort_values(by=['col1'])
          col1  col2  col3 col4
        0    A     2     0    a
        1    A     1     1    B
        2    B     9     9    c
        5    C     4     3    F
        4    D     7     2    e
        3  NaN     8     4    D
 
        Sort by multiple columns
 
        >>> df.sort_values(by=['col1', 'col2'])
          col1  col2  col3 col4
        1    A     1     1    B
        0    A     2     0    a
        2    B     9     9    c
        5    C     4     3    F
        4    D     7     2    e
        3  NaN     8     4    D
 
        Sort Descending
 
        >>> df.sort_values(by='col1', ascending=False)
          col1  col2  col3 col4
        4    D     7     2    e
        5    C     4     3    F
        2    B     9     9    c
        0    A     2     0    a
        1    A     1     1    B
        3  NaN     8     4    D
 
        Putting NAs first
 
        >>> df.sort_values(by='col1', ascending=False, na_position='first')
          col1  col2  col3 col4
        3  NaN     8     4    D
        4    D     7     2    e
        5    C     4     3    F
        2    B     9     9    c
        0    A     2     0    a
        1    A     1     1    B
 
        Sorting with a key function
 
        >>> df.sort_values(by='col4', key=lambda col: col.str.lower())
           col1  col2  col3 col4
        0    A     2     0    a
        1    A     1     1    B
        2    B     9     9    c
        3  NaN     8     4    D
        4    D     7     2    e
        5    C     4     3    F
 
        Natural sort with the key argument,
        using the `natsort <https://github.com/SethMMorton/natsort>` package.
 
        >>> df = pd.DataFrame({
        ...    "time": ['0hr', '128hr', '72hr', '48hr', '96hr'],
        ...    "value": [10, 20, 30, 40, 50]
        ... })
        >>> df
            time  value
        0    0hr     10
        1  128hr     20
        2   72hr     30
        3   48hr     40
        4   96hr     50
        >>> from natsort import index_natsorted
        >>> df.sort_values(
        ...     by="time",
        ...     key=lambda x: np.argsort(index_natsorted(df["time"]))
        ... )
            time  value
        0    0hr     10
        3   48hr     40
        2   72hr     30
        4   96hr     50
        1  128hr     20
        """
        inplace = validate_bool_kwarg(inplace, "inplace")
        axis = self._get_axis_number(axis)
        ascending = validate_ascending(ascending)
        if not isinstance(by, list):
            by = [by]
        # error: Argument 1 to "len" has incompatible type "Union[bool, List[bool]]";
        # expected "Sized"
        if is_sequence(ascending) and (
            len(by) != len(ascending)  # type: ignore[arg-type]
        ):
            # error: Argument 1 to "len" has incompatible type "Union[bool,
            # List[bool]]"; expected "Sized"
            raise ValueError(
                f"Length of ascending ({len(ascending)})"  # type: ignore[arg-type]
                f" != length of by ({len(by)})"
            )
        if len(by) > 1:
            keys = [self._get_label_or_level_values(x, axis=axis) for x in by]
 
            # need to rewrap columns in Series to apply key function
            if key is not None:
                # error: List comprehension has incompatible type List[Series];
                # expected List[ndarray]
                keys = [
                    Series(k, name=name)  # type: ignore[misc]
                    for (k, name) in zip(keys, by)
                ]
 
            indexer = lexsort_indexer(
                keys, orders=ascending, na_position=na_position, key=key
            )
        elif len(by):
            # len(by) == 1
 
            k = self._get_label_or_level_values(by[0], axis=axis)
 
            # need to rewrap column in Series to apply key function
            if key is not None:
                # error: Incompatible types in assignment (expression has type
                # "Series", variable has type "ndarray")
                k = Series(k, name=by[0])  # type: ignore[assignment]
 
            if isinstance(ascending, (tuple, list)):
                ascending = ascending[0]
 
            indexer = nargsort(
                k, kind=kind, ascending=ascending, na_position=na_position, key=key
            )
        else:
            if inplace:
                return self._update_inplace(self)
            else:
                return self.copy(deep=None)
 
        if is_range_indexer(indexer, len(indexer)):
            result = self.copy(deep=(not inplace and not using_copy_on_write()))
            if ignore_index:
                result.index = default_index(len(result))
 
            if inplace:
                return self._update_inplace(result)
            else:
                return result
 
        new_data = self._mgr.take(
            indexer, axis=self._get_block_manager_axis(axis), verify=False
        )
 
        if ignore_index:
            new_data.set_axis(
                self._get_block_manager_axis(axis), default_index(len(indexer))
            )
 
        result = self._constructor_from_mgr(new_data, axes=new_data.axes)
        if inplace:
            return self._update_inplace(result)
        else:
            return result.__finalize__(self, method="sort_values")
 
    @overload
    def sort_index(
        self,
        *,
        axis: Axis = ...,
        level: IndexLabel = ...,
        ascending: bool | Sequence[bool] = ...,
        inplace: Literal[True],
        kind: SortKind = ...,
        na_position: NaPosition = ...,
        sort_remaining: bool = ...,
        ignore_index: bool = ...,
        key: IndexKeyFunc = ...,
    ) -> None:
        ...
 
    @overload
    def sort_index(
        self,
        *,
        axis: Axis = ...,
        level: IndexLabel = ...,
        ascending: bool | Sequence[bool] = ...,
        inplace: Literal[False] = ...,
        kind: SortKind = ...,
        na_position: NaPosition = ...,
        sort_remaining: bool = ...,
        ignore_index: bool = ...,
        key: IndexKeyFunc = ...,
    ) -> DataFrame:
        ...
 
    @overload
    def sort_index(
        self,
        *,
        axis: Axis = ...,
        level: IndexLabel = ...,
        ascending: bool | Sequence[bool] = ...,
        inplace: bool = ...,
        kind: SortKind = ...,
        na_position: NaPosition = ...,
        sort_remaining: bool = ...,
        ignore_index: bool = ...,
        key: IndexKeyFunc = ...,
    ) -> DataFrame | None:
        ...
 
    def sort_index(
        self,
        *,
        axis: Axis = 0,
        level: IndexLabel | None = None,
        ascending: bool | Sequence[bool] = True,
        inplace: bool = False,
        kind: SortKind = "quicksort",
        na_position: NaPosition = "last",
        sort_remaining: bool = True,
        ignore_index: bool = False,
        key: IndexKeyFunc | None = None,
    ) -> DataFrame | None:
        """
        Sort object by labels (along an axis).
 
        Returns a new DataFrame sorted by label if `inplace` argument is
        ``False``, otherwise updates the original DataFrame and returns None.
 
        Parameters
        ----------
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            The axis along which to sort.  The value 0 identifies the rows,
            and 1 identifies the columns.
        level : int or level name or list of ints or list of level names
            If not None, sort on values in specified index level(s).
        ascending : bool or list-like of bools, default True
            Sort ascending vs. descending. When the index is a MultiIndex the
            sort direction can be controlled for each level individually.
        inplace : bool, default False
            Whether to modify the DataFrame rather than creating a new one.
        kind : {'quicksort', 'mergesort', 'heapsort', 'stable'}, default 'quicksort'
            Choice of sorting algorithm. See also :func:`numpy.sort` for more
            information. `mergesort` and `stable` are the only stable algorithms. For
            DataFrames, this option is only applied when sorting on a single
            column or label.
        na_position : {'first', 'last'}, default 'last'
            Puts NaNs at the beginning if `first`; `last` puts NaNs at the end.
            Not implemented for MultiIndex.
        sort_remaining : bool, default True
            If True and sorting by level and index is multilevel, sort by other
            levels too (in order) after sorting by specified level.
        ignore_index : bool, default False
            If True, the resulting axis will be labeled 0, 1, …, n - 1.
        key : callable, optional
            If not None, apply the key function to the index values
            before sorting. This is similar to the `key` argument in the
            builtin :meth:`sorted` function, with the notable difference that
            this `key` function should be *vectorized*. It should expect an
            ``Index`` and return an ``Index`` of the same shape. For MultiIndex
            inputs, the key is applied *per level*.
 
        Returns
        -------
        DataFrame or None
            The original DataFrame sorted by the labels or None if ``inplace=True``.
 
        See Also
        --------
        Series.sort_index : Sort Series by the index.
        DataFrame.sort_values : Sort DataFrame by the value.
        Series.sort_values : Sort Series by the value.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame([1, 2, 3, 4, 5], index=[100, 29, 234, 1, 150],
        ...                   columns=['A'])
        >>> df.sort_index()
             A
        1    4
        29   2
        100  1
        150  5
        234  3
 
        By default, it sorts in ascending order, to sort in descending order,
        use ``ascending=False``
 
        >>> df.sort_index(ascending=False)
             A
        234  3
        150  5
        100  1
        29   2
        1    4
 
        A key function can be specified which is applied to the index before
        sorting. For a ``MultiIndex`` this is applied to each level separately.
 
        >>> df = pd.DataFrame({"a": [1, 2, 3, 4]}, index=['A', 'b', 'C', 'd'])
        >>> df.sort_index(key=lambda x: x.str.lower())
           a
        A  1
        b  2
        C  3
        d  4
        """
        return super().sort_index(
            axis=axis,
            level=level,
            ascending=ascending,
            inplace=inplace,
            kind=kind,
            na_position=na_position,
            sort_remaining=sort_remaining,
            ignore_index=ignore_index,
            key=key,
        )
 
    def value_counts(
        self,
        subset: IndexLabel | None = None,
        normalize: bool = False,
        sort: bool = True,
        ascending: bool = False,
        dropna: bool = True,
    ) -> Series:
        """
        Return a Series containing the frequency of each distinct row in the Dataframe.
 
        Parameters
        ----------
        subset : label or list of labels, optional
            Columns to use when counting unique combinations.
        normalize : bool, default False
            Return proportions rather than frequencies.
        sort : bool, default True
            Sort by frequencies when True. Sort by DataFrame column values when False.
        ascending : bool, default False
            Sort in ascending order.
        dropna : bool, default True
            Don't include counts of rows that contain NA values.
 
            .. versionadded:: 1.3.0
 
        Returns
        -------
        Series
 
        See Also
        --------
        Series.value_counts: Equivalent method on Series.
 
        Notes
        -----
        The returned Series will have a MultiIndex with one level per input
        column but an Index (non-multi) for a single label. By default, rows
        that contain any NA values are omitted from the result. By default,
        the resulting Series will be in descending order so that the first
        element is the most frequently-occurring row.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'num_legs': [2, 4, 4, 6],
        ...                    'num_wings': [2, 0, 0, 0]},
        ...                   index=['falcon', 'dog', 'cat', 'ant'])
        >>> df
                num_legs  num_wings
        falcon         2          2
        dog            4          0
        cat            4          0
        ant            6          0
 
        >>> df.value_counts()
        num_legs  num_wings
        4         0            2
        2         2            1
        6         0            1
        Name: count, dtype: int64
 
        >>> df.value_counts(sort=False)
        num_legs  num_wings
        2         2            1
        4         0            2
        6         0            1
        Name: count, dtype: int64
 
        >>> df.value_counts(ascending=True)
        num_legs  num_wings
        2         2            1
        6         0            1
        4         0            2
        Name: count, dtype: int64
 
        >>> df.value_counts(normalize=True)
        num_legs  num_wings
        4         0            0.50
        2         2            0.25
        6         0            0.25
        Name: proportion, dtype: float64
 
        With `dropna` set to `False` we can also count rows with NA values.
 
        >>> df = pd.DataFrame({'first_name': ['John', 'Anne', 'John', 'Beth'],
        ...                    'middle_name': ['Smith', pd.NA, pd.NA, 'Louise']})
        >>> df
          first_name middle_name
        0       John       Smith
        1       Anne        <NA>
        2       John        <NA>
        3       Beth      Louise
 
        >>> df.value_counts()
        first_name  middle_name
        Beth        Louise         1
        John        Smith          1
        Name: count, dtype: int64
 
        >>> df.value_counts(dropna=False)
        first_name  middle_name
        Anne        NaN            1
        Beth        Louise         1
        John        Smith          1
                    NaN            1
        Name: count, dtype: int64
 
        >>> df.value_counts("first_name")
        first_name
        John    2
        Anne    1
        Beth    1
        Name: count, dtype: int64
        """
        if subset is None:
            subset = self.columns.tolist()
 
        name = "proportion" if normalize else "count"
        counts = self.groupby(subset, dropna=dropna, observed=False)._grouper.size()
        counts.name = name
 
        if sort:
            counts = counts.sort_values(ascending=ascending)
        if normalize:
            counts /= counts.sum()
 
        # Force MultiIndex for a list_like subset with a single column
        if is_list_like(subset) and len(subset) == 1:  # type: ignore[arg-type]
            counts.index = MultiIndex.from_arrays(
                [counts.index], names=[counts.index.name]
            )
 
        return counts
 
    def nlargest(
        self, n: int, columns: IndexLabel, keep: NsmallestNlargestKeep = "first"
    ) -> DataFrame:
        """
        Return the first `n` rows ordered by `columns` in descending order.
 
        Return the first `n` rows with the largest values in `columns`, in
        descending order. The columns that are not specified are returned as
        well, but not used for ordering.
 
        This method is equivalent to
        ``df.sort_values(columns, ascending=False).head(n)``, but more
        performant.
 
        Parameters
        ----------
        n : int
            Number of rows to return.
        columns : label or list of labels
            Column label(s) to order by.
        keep : {'first', 'last', 'all'}, default 'first'
            Where there are duplicate values:
 
            - ``first`` : prioritize the first occurrence(s)
            - ``last`` : prioritize the last occurrence(s)
            - ``all`` : keep all the ties of the smallest item even if it means
              selecting more than ``n`` items.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            The first `n` rows ordered by the given columns in descending
            order.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.nsmallest : Return the first `n` rows ordered by `columns` in
            ascending order.
        DataFrame.sort_values : Sort DataFrame by the values.
        DataFrame.head : Return the first `n` rows without re-ordering.
 
        Notes
        -----
        This function cannot be used with all column types. For example, when
        specifying columns with `object` or `category` dtypes, ``TypeError`` is
        raised.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'population': [59000000, 65000000, 434000,
        ...                                   434000, 434000, 337000, 11300,
        ...                                   11300, 11300],
        ...                    'GDP': [1937894, 2583560 , 12011, 4520, 12128,
        ...                            17036, 182, 38, 311],
        ...                    'alpha-2': ["IT", "FR", "MT", "MV", "BN",
        ...                                "IS", "NR", "TV", "AI"]},
        ...                   index=["Italy", "France", "Malta",
        ...                          "Maldives", "Brunei", "Iceland",
        ...                          "Nauru", "Tuvalu", "Anguilla"])
        >>> df
                  population      GDP alpha-2
        Italy       59000000  1937894      IT
        France      65000000  2583560      FR
        Malta         434000    12011      MT
        Maldives      434000     4520      MV
        Brunei        434000    12128      BN
        Iceland       337000    17036      IS
        Nauru          11300      182      NR
        Tuvalu         11300       38      TV
        Anguilla       11300      311      AI
 
        In the following example, we will use ``nlargest`` to select the three
        rows having the largest values in column "population".
 
        >>> df.nlargest(3, 'population')
                population      GDP alpha-2
        France    65000000  2583560      FR
        Italy     59000000  1937894      IT
        Malta       434000    12011      MT
 
        When using ``keep='last'``, ties are resolved in reverse order:
 
        >>> df.nlargest(3, 'population', keep='last')
                population      GDP alpha-2
        France    65000000  2583560      FR
        Italy     59000000  1937894      IT
        Brunei      434000    12128      BN
 
        When using ``keep='all'``, the number of element kept can go beyond ``n``
        if there are duplicate values for the smallest element, all the
        ties are kept:
 
        >>> df.nlargest(3, 'population', keep='all')
                  population      GDP alpha-2
        France      65000000  2583560      FR
        Italy       59000000  1937894      IT
        Malta         434000    12011      MT
        Maldives      434000     4520      MV
        Brunei        434000    12128      BN
 
        However, ``nlargest`` does not keep ``n`` distinct largest elements:
 
        >>> df.nlargest(5, 'population', keep='all')
                  population      GDP alpha-2
        France      65000000  2583560      FR
        Italy       59000000  1937894      IT
        Malta         434000    12011      MT
        Maldives      434000     4520      MV
        Brunei        434000    12128      BN
 
        To order by the largest values in column "population" and then "GDP",
        we can specify multiple columns like in the next example.
 
        >>> df.nlargest(3, ['population', 'GDP'])
                population      GDP alpha-2
        France    65000000  2583560      FR
        Italy     59000000  1937894      IT
        Brunei      434000    12128      BN
        """
        return selectn.SelectNFrame(self, n=n, keep=keep, columns=columns).nlargest()
 
    def nsmallest(
        self, n: int, columns: IndexLabel, keep: NsmallestNlargestKeep = "first"
    ) -> DataFrame:
        """
        Return the first `n` rows ordered by `columns` in ascending order.
 
        Return the first `n` rows with the smallest values in `columns`, in
        ascending order. The columns that are not specified are returned as
        well, but not used for ordering.
 
        This method is equivalent to
        ``df.sort_values(columns, ascending=True).head(n)``, but more
        performant.
 
        Parameters
        ----------
        n : int
            Number of items to retrieve.
        columns : list or str
            Column name or names to order by.
        keep : {'first', 'last', 'all'}, default 'first'
            Where there are duplicate values:
 
            - ``first`` : take the first occurrence.
            - ``last`` : take the last occurrence.
            - ``all`` : keep all the ties of the largest item even if it means
              selecting more than ``n`` items.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
 
        See Also
        --------
        DataFrame.nlargest : Return the first `n` rows ordered by `columns` in
            descending order.
        DataFrame.sort_values : Sort DataFrame by the values.
        DataFrame.head : Return the first `n` rows without re-ordering.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'population': [59000000, 65000000, 434000,
        ...                                   434000, 434000, 337000, 337000,
        ...                                   11300, 11300],
        ...                    'GDP': [1937894, 2583560 , 12011, 4520, 12128,
        ...                            17036, 182, 38, 311],
        ...                    'alpha-2': ["IT", "FR", "MT", "MV", "BN",
        ...                                "IS", "NR", "TV", "AI"]},
        ...                   index=["Italy", "France", "Malta",
        ...                          "Maldives", "Brunei", "Iceland",
        ...                          "Nauru", "Tuvalu", "Anguilla"])
        >>> df
                  population      GDP alpha-2
        Italy       59000000  1937894      IT
        France      65000000  2583560      FR
        Malta         434000    12011      MT
        Maldives      434000     4520      MV
        Brunei        434000    12128      BN
        Iceland       337000    17036      IS
        Nauru         337000      182      NR
        Tuvalu         11300       38      TV
        Anguilla       11300      311      AI
 
        In the following example, we will use ``nsmallest`` to select the
        three rows having the smallest values in column "population".
 
        >>> df.nsmallest(3, 'population')
                  population    GDP alpha-2
        Tuvalu         11300     38      TV
        Anguilla       11300    311      AI
        Iceland       337000  17036      IS
 
        When using ``keep='last'``, ties are resolved in reverse order:
 
        >>> df.nsmallest(3, 'population', keep='last')
                  population  GDP alpha-2
        Anguilla       11300  311      AI
        Tuvalu         11300   38      TV
        Nauru         337000  182      NR
 
        When using ``keep='all'``, the number of element kept can go beyond ``n``
        if there are duplicate values for the largest element, all the
        ties are kept.
 
        >>> df.nsmallest(3, 'population', keep='all')
                  population    GDP alpha-2
        Tuvalu         11300     38      TV
        Anguilla       11300    311      AI
        Iceland       337000  17036      IS
        Nauru         337000    182      NR
 
        However, ``nsmallest`` does not keep ``n`` distinct
        smallest elements:
 
        >>> df.nsmallest(4, 'population', keep='all')
                  population    GDP alpha-2
        Tuvalu         11300     38      TV
        Anguilla       11300    311      AI
        Iceland       337000  17036      IS
        Nauru         337000    182      NR
 
        To order by the smallest values in column "population" and then "GDP", we can
        specify multiple columns like in the next example.
 
        >>> df.nsmallest(3, ['population', 'GDP'])
                  population  GDP alpha-2
        Tuvalu         11300   38      TV
        Anguilla       11300  311      AI
        Nauru         337000  182      NR
        """
        return selectn.SelectNFrame(self, n=n, keep=keep, columns=columns).nsmallest()
 
    @doc(
        Series.swaplevel,
        klass=_shared_doc_kwargs["klass"],
        extra_params=dedent(
            """axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            The axis to swap levels on. 0 or 'index' for row-wise, 1 or
            'columns' for column-wise."""
        ),
        examples=dedent(
            """\
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame(
        ...     {"Grade": ["A", "B", "A", "C"]},
        ...     index=[
        ...         ["Final exam", "Final exam", "Coursework", "Coursework"],
        ...         ["History", "Geography", "History", "Geography"],
        ...         ["January", "February", "March", "April"],
        ...     ],
        ... )
        >>> df
                                            Grade
        Final exam  History     January      A
                    Geography   February     B
        Coursework  History     March        A
                    Geography   April        C
 
        In the following example, we will swap the levels of the indices.
        Here, we will swap the levels column-wise, but levels can be swapped row-wise
        in a similar manner. Note that column-wise is the default behaviour.
        By not supplying any arguments for i and j, we swap the last and second to
        last indices.
 
        >>> df.swaplevel()
                                            Grade
        Final exam  January     History         A
                    February    Geography       B
        Coursework  March       History         A
                    April       Geography       C
 
        By supplying one argument, we can choose which index to swap the last
        index with. We can for example swap the first index with the last one as
        follows.
 
        >>> df.swaplevel(0)
                                            Grade
        January     History     Final exam      A
        February    Geography   Final exam      B
        March       History     Coursework      A
        April       Geography   Coursework      C
 
        We can also define explicitly which indices we want to swap by supplying values
        for both i and j. Here, we for example swap the first and second indices.
 
        >>> df.swaplevel(0, 1)
                                            Grade
        History     Final exam  January         A
        Geography   Final exam  February        B
        History     Coursework  March           A
        Geography   Coursework  April           C"""
        ),
    )
    def swaplevel(self, i: Axis = -2, j: Axis = -1, axis: Axis = 0) -> DataFrame:
        result = self.copy(deep=None)
 
        axis = self._get_axis_number(axis)
 
        if not isinstance(result._get_axis(axis), MultiIndex):  # pragma: no cover
            raise TypeError("Can only swap levels on a hierarchical axis.")
 
        if axis == 0:
            assert isinstance(result.index, MultiIndex)
            result.index = result.index.swaplevel(i, j)
        else:
            assert isinstance(result.columns, MultiIndex)
            result.columns = result.columns.swaplevel(i, j)
        return result
 
    def reorder_levels(self, order: Sequence[int | str], axis: Axis = 0) -> DataFrame:
        """
        Rearrange index levels using input order. May not drop or duplicate levels.
 
        Parameters
        ----------
        order : list of int or list of str
            List representing new level order. Reference level by number
            (position) or by key (label).
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            Where to reorder levels.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
 
        Examples
        --------
        >>> data = {
        ...     "class": ["Mammals", "Mammals", "Reptiles"],
        ...     "diet": ["Omnivore", "Carnivore", "Carnivore"],
        ...     "species": ["Humans", "Dogs", "Snakes"],
        ... }
        >>> df = pd.DataFrame(data, columns=["class", "diet", "species"])
        >>> df = df.set_index(["class", "diet"])
        >>> df
                                          species
        class      diet
        Mammals    Omnivore                Humans
                   Carnivore                 Dogs
        Reptiles   Carnivore               Snakes
 
        Let's reorder the levels of the index:
 
        >>> df.reorder_levels(["diet", "class"])
                                          species
        diet      class
        Omnivore  Mammals                  Humans
        Carnivore Mammals                    Dogs
                  Reptiles                 Snakes
        """
        axis = self._get_axis_number(axis)
        if not isinstance(self._get_axis(axis), MultiIndex):  # pragma: no cover
            raise TypeError("Can only reorder levels on a hierarchical axis.")
 
        result = self.copy(deep=None)
 
        if axis == 0:
            assert isinstance(result.index, MultiIndex)
            result.index = result.index.reorder_levels(order)
        else:
            assert isinstance(result.columns, MultiIndex)
            result.columns = result.columns.reorder_levels(order)
        return result
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Arithmetic Methods
 
    def _cmp_method(self, other, op):
        axis: Literal[1] = 1  # only relevant for Series other case
 
        self, other = self._align_for_op(other, axis, flex=False, level=None)
 
        # See GH#4537 for discussion of scalar op behavior
        new_data = self._dispatch_frame_op(other, op, axis=axis)
        return self._construct_result(new_data)
 
    def _arith_method(self, other, op):
        if self._should_reindex_frame_op(other, op, 1, None, None):
            return self._arith_method_with_reindex(other, op)
 
        axis: Literal[1] = 1  # only relevant for Series other case
        other = ops.maybe_prepare_scalar_for_op(other, (self.shape[axis],))
 
        self, other = self._align_for_op(other, axis, flex=True, level=None)
 
        with np.errstate(all="ignore"):
            new_data = self._dispatch_frame_op(other, op, axis=axis)
        return self._construct_result(new_data)
 
    _logical_method = _arith_method
 
    def _dispatch_frame_op(
        self, right, func: Callable, axis: AxisInt | None = None
    ) -> DataFrame:
        """
        Evaluate the frame operation func(left, right) by evaluating
        column-by-column, dispatching to the Series implementation.
 
        Parameters
        ----------
        right : scalar, Series, or DataFrame
        func : arithmetic or comparison operator
        axis : {None, 0, 1}
 
        Returns
        -------
        DataFrame
 
        Notes
        -----
        Caller is responsible for setting np.errstate where relevant.
        """
        # Get the appropriate array-op to apply to each column/block's values.
        array_op = ops.get_array_op(func)
 
        right = lib.item_from_zerodim(right)
        if not is_list_like(right):
            # i.e. scalar, faster than checking np.ndim(right) == 0
            bm = self._mgr.apply(array_op, right=right)
            return self._constructor_from_mgr(bm, axes=bm.axes)
 
        elif isinstance(right, DataFrame):
            assert self.index.equals(right.index)
            assert self.columns.equals(right.columns)
            # TODO: The previous assertion `assert right._indexed_same(self)`
            #  fails in cases with empty columns reached via
            #  _frame_arith_method_with_reindex
 
            # TODO operate_blockwise expects a manager of the same type
            bm = self._mgr.operate_blockwise(
                # error: Argument 1 to "operate_blockwise" of "ArrayManager" has
                # incompatible type "Union[ArrayManager, BlockManager]"; expected
                # "ArrayManager"
                # error: Argument 1 to "operate_blockwise" of "BlockManager" has
                # incompatible type "Union[ArrayManager, BlockManager]"; expected
                # "BlockManager"
                right._mgr,  # type: ignore[arg-type]
                array_op,
            )
            return self._constructor_from_mgr(bm, axes=bm.axes)
 
        elif isinstance(right, Series) and axis == 1:
            # axis=1 means we want to operate row-by-row
            assert right.index.equals(self.columns)
 
            right = right._values
            # maybe_align_as_frame ensures we do not have an ndarray here
            assert not isinstance(right, np.ndarray)
 
            arrays = [
                array_op(_left, _right)
                for _left, _right in zip(self._iter_column_arrays(), right)
            ]
 
        elif isinstance(right, Series):
            assert right.index.equals(self.index)
            right = right._values
 
            arrays = [array_op(left, right) for left in self._iter_column_arrays()]
 
        else:
            raise NotImplementedError(right)
 
        return type(self)._from_arrays(
            arrays, self.columns, self.index, verify_integrity=False
        )
 
    def _combine_frame(self, other: DataFrame, func, fill_value=None):
        # at this point we have `self._indexed_same(other)`
 
        if fill_value is None:
            # since _arith_op may be called in a loop, avoid function call
            #  overhead if possible by doing this check once
            _arith_op = func
 
        else:
 
            def _arith_op(left, right):
                # for the mixed_type case where we iterate over columns,
                # _arith_op(left, right) is equivalent to
                # left._binop(right, func, fill_value=fill_value)
                left, right = ops.fill_binop(left, right, fill_value)
                return func(left, right)
 
        new_data = self._dispatch_frame_op(other, _arith_op)
        return new_data
 
    def _arith_method_with_reindex(self, right: DataFrame, op) -> DataFrame:
        """
        For DataFrame-with-DataFrame operations that require reindexing,
        operate only on shared columns, then reindex.
 
        Parameters
        ----------
        right : DataFrame
        op : binary operator
 
        Returns
        -------
        DataFrame
        """
        left = self
 
        # GH#31623, only operate on shared columns
        cols, lcols, rcols = left.columns.join(
            right.columns, how="inner", level=None, return_indexers=True
        )
 
        new_left = left.iloc[:, lcols]
        new_right = right.iloc[:, rcols]
        result = op(new_left, new_right)
 
        # Do the join on the columns instead of using left._align_for_op
        #  to avoid constructing two potentially large/sparse DataFrames
        join_columns, _, _ = left.columns.join(
            right.columns, how="outer", level=None, return_indexers=True
        )
 
        if result.columns.has_duplicates:
            # Avoid reindexing with a duplicate axis.
            # https://github.com/pandas-dev/pandas/issues/35194
            indexer, _ = result.columns.get_indexer_non_unique(join_columns)
            indexer = algorithms.unique1d(indexer)
            result = result._reindex_with_indexers(
                {1: [join_columns, indexer]}, allow_dups=True
            )
        else:
            result = result.reindex(join_columns, axis=1)
 
        return result
 
    def _should_reindex_frame_op(self, right, op, axis: int, fill_value, level) -> bool:
        """
        Check if this is an operation between DataFrames that will need to reindex.
        """
        if op is operator.pow or op is roperator.rpow:
            # GH#32685 pow has special semantics for operating with null values
            return False
 
        if not isinstance(right, DataFrame):
            return False
 
        if fill_value is None and level is None and axis == 1:
            # TODO: any other cases we should handle here?
 
            # Intersection is always unique so we have to check the unique columns
            left_uniques = self.columns.unique()
            right_uniques = right.columns.unique()
            cols = left_uniques.intersection(right_uniques)
            if len(cols) and not (
                len(cols) == len(left_uniques) and len(cols) == len(right_uniques)
            ):
                # TODO: is there a shortcut available when len(cols) == 0?
                return True
 
        return False
 
    def _align_for_op(
        self,
        other,
        axis: AxisInt,
        flex: bool | None = False,
        level: Level | None = None,
    ):
        """
        Convert rhs to meet lhs dims if input is list, tuple or np.ndarray.
 
        Parameters
        ----------
        left : DataFrame
        right : Any
        axis : int
        flex : bool or None, default False
            Whether this is a flex op, in which case we reindex.
            None indicates not to check for alignment.
        level : int or level name, default None
 
        Returns
        -------
        left : DataFrame
        right : Any
        """
        left, right = self, other
 
        def to_series(right):
            msg = (
                "Unable to coerce to Series, "
                "length must be {req_len}: given {given_len}"
            )
 
            # pass dtype to avoid doing inference, which would break consistency
            #  with Index/Series ops
            dtype = None
            if getattr(right, "dtype", None) == object:
                # can't pass right.dtype unconditionally as that would break on e.g.
                #  datetime64[h] ndarray
                dtype = object
 
            if axis == 0:
                if len(left.index) != len(right):
                    raise ValueError(
                        msg.format(req_len=len(left.index), given_len=len(right))
                    )
                right = left._constructor_sliced(right, index=left.index, dtype=dtype)
            else:
                if len(left.columns) != len(right):
                    raise ValueError(
                        msg.format(req_len=len(left.columns), given_len=len(right))
                    )
                right = left._constructor_sliced(right, index=left.columns, dtype=dtype)
            return right
 
        if isinstance(right, np.ndarray):
            if right.ndim == 1:
                right = to_series(right)
 
            elif right.ndim == 2:
                # We need to pass dtype=right.dtype to retain object dtype
                #  otherwise we lose consistency with Index and array ops
                dtype = None
                if right.dtype == object:
                    # can't pass right.dtype unconditionally as that would break on e.g.
                    #  datetime64[h] ndarray
                    dtype = object
 
                if right.shape == left.shape:
                    right = left._constructor(
                        right, index=left.index, columns=left.columns, dtype=dtype
                    )
 
                elif right.shape[0] == left.shape[0] and right.shape[1] == 1:
                    # Broadcast across columns
                    right = np.broadcast_to(right, left.shape)
                    right = left._constructor(
                        right, index=left.index, columns=left.columns, dtype=dtype
                    )
 
                elif right.shape[1] == left.shape[1] and right.shape[0] == 1:
                    # Broadcast along rows
                    right = to_series(right[0, :])
 
                else:
                    raise ValueError(
                        "Unable to coerce to DataFrame, shape "
                        f"must be {left.shape}: given {right.shape}"
                    )
 
            elif right.ndim > 2:
                raise ValueError(
                    "Unable to coerce to Series/DataFrame, "
                    f"dimension must be <= 2: {right.shape}"
                )
 
        elif is_list_like(right) and not isinstance(right, (Series, DataFrame)):
            # GH#36702. Raise when attempting arithmetic with list of array-like.
            if any(is_array_like(el) for el in right):
                raise ValueError(
                    f"Unable to coerce list of {type(right[0])} to Series/DataFrame"
                )
            # GH#17901
            right = to_series(right)
 
        if flex is not None and isinstance(right, DataFrame):
            if not left._indexed_same(right):
                if flex:
                    left, right = left.align(
                        right, join="outer", level=level, copy=False
                    )
                else:
                    raise ValueError(
                        "Can only compare identically-labeled (both index and columns) "
                        "DataFrame objects"
                    )
        elif isinstance(right, Series):
            # axis=1 is default for DataFrame-with-Series op
            axis = axis if axis is not None else 1
            if not flex:
                if not left.axes[axis].equals(right.index):
                    raise ValueError(
                        "Operands are not aligned. Do "
                        "`left, right = left.align(right, axis=1, copy=False)` "
                        "before operating."
                    )
 
            left, right = left.align(
                right,
                join="outer",
                axis=axis,
                level=level,
                copy=False,
            )
            right = left._maybe_align_series_as_frame(right, axis)
 
        return left, right
 
    def _maybe_align_series_as_frame(self, series: Series, axis: AxisInt):
        """
        If the Series operand is not EA-dtype, we can broadcast to 2D and operate
        blockwise.
        """
        rvalues = series._values
        if not isinstance(rvalues, np.ndarray):
            # TODO(EA2D): no need to special-case with 2D EAs
            if rvalues.dtype in ("datetime64[ns]", "timedelta64[ns]"):
                # We can losslessly+cheaply cast to ndarray
                rvalues = np.asarray(rvalues)
            else:
                return series
 
        if axis == 0:
            rvalues = rvalues.reshape(-1, 1)
        else:
            rvalues = rvalues.reshape(1, -1)
 
        rvalues = np.broadcast_to(rvalues, self.shape)
        # pass dtype to avoid doing inference
        return self._constructor(
            rvalues,
            index=self.index,
            columns=self.columns,
            dtype=rvalues.dtype,
        )
 
    def _flex_arith_method(
        self, other, op, *, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ):
        axis = self._get_axis_number(axis) if axis is not None else 1
 
        if self._should_reindex_frame_op(other, op, axis, fill_value, level):
            return self._arith_method_with_reindex(other, op)
 
        if isinstance(other, Series) and fill_value is not None:
            # TODO: We could allow this in cases where we end up going
            #  through the DataFrame path
            raise NotImplementedError(f"fill_value {fill_value} not supported.")
 
        other = ops.maybe_prepare_scalar_for_op(other, self.shape)
        self, other = self._align_for_op(other, axis, flex=True, level=level)
 
        with np.errstate(all="ignore"):
            if isinstance(other, DataFrame):
                # Another DataFrame
                new_data = self._combine_frame(other, op, fill_value)
 
            elif isinstance(other, Series):
                new_data = self._dispatch_frame_op(other, op, axis=axis)
            else:
                # in this case we always have `np.ndim(other) == 0`
                if fill_value is not None:
                    self = self.fillna(fill_value)
 
                new_data = self._dispatch_frame_op(other, op)
 
        return self._construct_result(new_data)
 
    def _construct_result(self, result) -> DataFrame:
        """
        Wrap the result of an arithmetic, comparison, or logical operation.
 
        Parameters
        ----------
        result : DataFrame
 
        Returns
        -------
        DataFrame
        """
        out = self._constructor(result, copy=False).__finalize__(self)
        # Pin columns instead of passing to constructor for compat with
        #  non-unique columns case
        out.columns = self.columns
        out.index = self.index
        return out
 
    def __divmod__(self, other) -> tuple[DataFrame, DataFrame]:
        # Naive implementation, room for optimization
        div = self // other
        mod = self - div * other
        return div, mod
 
    def __rdivmod__(self, other) -> tuple[DataFrame, DataFrame]:
        # Naive implementation, room for optimization
        div = other // self
        mod = other - div * self
        return div, mod
 
    def _flex_cmp_method(self, other, op, *, axis: Axis = "columns", level=None):
        axis = self._get_axis_number(axis) if axis is not None else 1
 
        self, other = self._align_for_op(other, axis, flex=True, level=level)
 
        new_data = self._dispatch_frame_op(other, op, axis=axis)
        return self._construct_result(new_data)
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("eq", "dataframe"))
    def eq(self, other, axis: Axis = "columns", level=None) -> DataFrame:
        return self._flex_cmp_method(other, operator.eq, axis=axis, level=level)
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("ne", "dataframe"))
    def ne(self, other, axis: Axis = "columns", level=None) -> DataFrame:
        return self._flex_cmp_method(other, operator.ne, axis=axis, level=level)
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("le", "dataframe"))
    def le(self, other, axis: Axis = "columns", level=None) -> DataFrame:
        return self._flex_cmp_method(other, operator.le, axis=axis, level=level)
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("lt", "dataframe"))
    def lt(self, other, axis: Axis = "columns", level=None) -> DataFrame:
        return self._flex_cmp_method(other, operator.lt, axis=axis, level=level)
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("ge", "dataframe"))
    def ge(self, other, axis: Axis = "columns", level=None) -> DataFrame:
        return self._flex_cmp_method(other, operator.ge, axis=axis, level=level)
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("gt", "dataframe"))
    def gt(self, other, axis: Axis = "columns", level=None) -> DataFrame:
        return self._flex_cmp_method(other, operator.gt, axis=axis, level=level)
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("add", "dataframe"))
    def add(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, operator.add, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("radd", "dataframe"))
    def radd(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, roperator.radd, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("sub", "dataframe"))
    def sub(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, operator.sub, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    subtract = sub
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("rsub", "dataframe"))
    def rsub(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, roperator.rsub, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("mul", "dataframe"))
    def mul(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, operator.mul, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    multiply = mul
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("rmul", "dataframe"))
    def rmul(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, roperator.rmul, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("truediv", "dataframe"))
    def truediv(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, operator.truediv, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    div = truediv
    divide = truediv
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("rtruediv", "dataframe"))
    def rtruediv(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, roperator.rtruediv, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    rdiv = rtruediv
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("floordiv", "dataframe"))
    def floordiv(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, operator.floordiv, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("rfloordiv", "dataframe"))
    def rfloordiv(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, roperator.rfloordiv, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("mod", "dataframe"))
    def mod(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, operator.mod, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("rmod", "dataframe"))
    def rmod(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, roperator.rmod, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("pow", "dataframe"))
    def pow(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, operator.pow, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    @Appender(ops.make_flex_doc("rpow", "dataframe"))
    def rpow(
        self, other, axis: Axis = "columns", level=None, fill_value=None
    ) -> DataFrame:
        return self._flex_arith_method(
            other, roperator.rpow, level=level, fill_value=fill_value, axis=axis
        )
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Combination-Related
 
    @doc(
        _shared_docs["compare"],
        dedent(
            """
        Returns
        -------
        DataFrame
            DataFrame that shows the differences stacked side by side.
 
            The resulting index will be a MultiIndex with 'self' and 'other'
            stacked alternately at the inner level.
 
        Raises
        ------
        ValueError
            When the two DataFrames don't have identical labels or shape.
 
        See Also
        --------
        Series.compare : Compare with another Series and show differences.
        DataFrame.equals : Test whether two objects contain the same elements.
 
        Notes
        -----
        Matching NaNs will not appear as a difference.
 
        Can only compare identically-labeled
        (i.e. same shape, identical row and column labels) DataFrames
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame(
        ...     {{
        ...         "col1": ["a", "a", "b", "b", "a"],
        ...         "col2": [1.0, 2.0, 3.0, np.nan, 5.0],
        ...         "col3": [1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0]
        ...     }},
        ...     columns=["col1", "col2", "col3"],
        ... )
        >>> df
          col1  col2  col3
        0    a   1.0   1.0
        1    a   2.0   2.0
        2    b   3.0   3.0
        3    b   NaN   4.0
        4    a   5.0   5.0
 
        >>> df2 = df.copy()
        >>> df2.loc[0, 'col1'] = 'c'
        >>> df2.loc[2, 'col3'] = 4.0
        >>> df2
          col1  col2  col3
        0    c   1.0   1.0
        1    a   2.0   2.0
        2    b   3.0   4.0
        3    b   NaN   4.0
        4    a   5.0   5.0
 
        Align the differences on columns
 
        >>> df.compare(df2)
          col1       col3
          self other self other
        0    a     c  NaN   NaN
        2  NaN   NaN  3.0   4.0
 
        Assign result_names
 
        >>> df.compare(df2, result_names=("left", "right"))
          col1       col3
          left right left right
        0    a     c  NaN   NaN
        2  NaN   NaN  3.0   4.0
 
        Stack the differences on rows
 
        >>> df.compare(df2, align_axis=0)
                col1  col3
        0 self     a   NaN
          other    c   NaN
        2 self   NaN   3.0
          other  NaN   4.0
 
        Keep the equal values
 
        >>> df.compare(df2, keep_equal=True)
          col1       col3
          self other self other
        0    a     c  1.0   1.0
        2    b     b  3.0   4.0
 
        Keep all original rows and columns
 
        >>> df.compare(df2, keep_shape=True)
          col1       col2       col3
          self other self other self other
        0    a     c  NaN   NaN  NaN   NaN
        1  NaN   NaN  NaN   NaN  NaN   NaN
        2  NaN   NaN  NaN   NaN  3.0   4.0
        3  NaN   NaN  NaN   NaN  NaN   NaN
        4  NaN   NaN  NaN   NaN  NaN   NaN
 
        Keep all original rows and columns and also all original values
 
        >>> df.compare(df2, keep_shape=True, keep_equal=True)
          col1       col2       col3
          self other self other self other
        0    a     c  1.0   1.0  1.0   1.0
        1    a     a  2.0   2.0  2.0   2.0
        2    b     b  3.0   3.0  3.0   4.0
        3    b     b  NaN   NaN  4.0   4.0
        4    a     a  5.0   5.0  5.0   5.0
        """
        ),
        klass=_shared_doc_kwargs["klass"],
    )
    def compare(
        self,
        other: DataFrame,
        align_axis: Axis = 1,
        keep_shape: bool = False,
        keep_equal: bool = False,
        result_names: Suffixes = ("self", "other"),
    ) -> DataFrame:
        return super().compare(
            other=other,
            align_axis=align_axis,
            keep_shape=keep_shape,
            keep_equal=keep_equal,
            result_names=result_names,
        )
 
    def combine(
        self,
        other: DataFrame,
        func: Callable[[Series, Series], Series | Hashable],
        fill_value=None,
        overwrite: bool = True,
    ) -> DataFrame:
        """
        Perform column-wise combine with another DataFrame.
 
        Combines a DataFrame with `other` DataFrame using `func`
        to element-wise combine columns. The row and column indexes of the
        resulting DataFrame will be the union of the two.
 
        Parameters
        ----------
        other : DataFrame
            The DataFrame to merge column-wise.
        func : function
            Function that takes two series as inputs and return a Series or a
            scalar. Used to merge the two dataframes column by columns.
        fill_value : scalar value, default None
            The value to fill NaNs with prior to passing any column to the
            merge func.
        overwrite : bool, default True
            If True, columns in `self` that do not exist in `other` will be
            overwritten with NaNs.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            Combination of the provided DataFrames.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.combine_first : Combine two DataFrame objects and default to
            non-null values in frame calling the method.
 
        Examples
        --------
        Combine using a simple function that chooses the smaller column.
 
        >>> df1 = pd.DataFrame({'A': [0, 0], 'B': [4, 4]})
        >>> df2 = pd.DataFrame({'A': [1, 1], 'B': [3, 3]})
        >>> take_smaller = lambda s1, s2: s1 if s1.sum() < s2.sum() else s2
        >>> df1.combine(df2, take_smaller)
           A  B
        0  0  3
        1  0  3
 
        Example using a true element-wise combine function.
 
        >>> df1 = pd.DataFrame({'A': [5, 0], 'B': [2, 4]})
        >>> df2 = pd.DataFrame({'A': [1, 1], 'B': [3, 3]})
        >>> df1.combine(df2, np.minimum)
           A  B
        0  1  2
        1  0  3
 
        Using `fill_value` fills Nones prior to passing the column to the
        merge function.
 
        >>> df1 = pd.DataFrame({'A': [0, 0], 'B': [None, 4]})
        >>> df2 = pd.DataFrame({'A': [1, 1], 'B': [3, 3]})
        >>> df1.combine(df2, take_smaller, fill_value=-5)
           A    B
        0  0 -5.0
        1  0  4.0
 
        However, if the same element in both dataframes is None, that None
        is preserved
 
        >>> df1 = pd.DataFrame({'A': [0, 0], 'B': [None, 4]})
        >>> df2 = pd.DataFrame({'A': [1, 1], 'B': [None, 3]})
        >>> df1.combine(df2, take_smaller, fill_value=-5)
            A    B
        0  0 -5.0
        1  0  3.0
 
        Example that demonstrates the use of `overwrite` and behavior when
        the axis differ between the dataframes.
 
        >>> df1 = pd.DataFrame({'A': [0, 0], 'B': [4, 4]})
        >>> df2 = pd.DataFrame({'B': [3, 3], 'C': [-10, 1], }, index=[1, 2])
        >>> df1.combine(df2, take_smaller)
             A    B     C
        0  NaN  NaN   NaN
        1  NaN  3.0 -10.0
        2  NaN  3.0   1.0
 
        >>> df1.combine(df2, take_smaller, overwrite=False)
             A    B     C
        0  0.0  NaN   NaN
        1  0.0  3.0 -10.0
        2  NaN  3.0   1.0
 
        Demonstrating the preference of the passed in dataframe.
 
        >>> df2 = pd.DataFrame({'B': [3, 3], 'C': [1, 1], }, index=[1, 2])
        >>> df2.combine(df1, take_smaller)
           A    B   C
        0  0.0  NaN NaN
        1  0.0  3.0 NaN
        2  NaN  3.0 NaN
 
        >>> df2.combine(df1, take_smaller, overwrite=False)
             A    B   C
        0  0.0  NaN NaN
        1  0.0  3.0 1.0
        2  NaN  3.0 1.0
        """
        other_idxlen = len(other.index)  # save for compare
 
        this, other = self.align(other, copy=False)
        new_index = this.index
 
        if other.empty and len(new_index) == len(self.index):
            return self.copy()
 
        if self.empty and len(other) == other_idxlen:
            return other.copy()
 
        # sorts if possible; otherwise align above ensures that these are set-equal
        new_columns = this.columns.union(other.columns)
        do_fill = fill_value is not None
        result = {}
        for col in new_columns:
            series = this[col]
            other_series = other[col]
 
            this_dtype = series.dtype
            other_dtype = other_series.dtype
 
            this_mask = isna(series)
            other_mask = isna(other_series)
 
            # don't overwrite columns unnecessarily
            # DO propagate if this column is not in the intersection
            if not overwrite and other_mask.all():
                result[col] = this[col].copy()
                continue
 
            if do_fill:
                series = series.copy()
                other_series = other_series.copy()
                series[this_mask] = fill_value
                other_series[other_mask] = fill_value
 
            if col not in self.columns:
                # If self DataFrame does not have col in other DataFrame,
                # try to promote series, which is all NaN, as other_dtype.
                new_dtype = other_dtype
                try:
                    series = series.astype(new_dtype, copy=False)
                except ValueError:
                    # e.g. new_dtype is integer types
                    pass
            else:
                # if we have different dtypes, possibly promote
                new_dtype = find_common_type([this_dtype, other_dtype])
                series = series.astype(new_dtype, copy=False)
                other_series = other_series.astype(new_dtype, copy=False)
 
            arr = func(series, other_series)
            if isinstance(new_dtype, np.dtype):
                # if new_dtype is an EA Dtype, then `func` is expected to return
                # the correct dtype without any additional casting
                # error: No overload variant of "maybe_downcast_to_dtype" matches
                # argument types "Union[Series, Hashable]", "dtype[Any]"
                arr = maybe_downcast_to_dtype(  # type: ignore[call-overload]
                    arr, new_dtype
                )
 
            result[col] = arr
 
        # convert_objects just in case
        frame_result = self._constructor(result, index=new_index, columns=new_columns)
        return frame_result.__finalize__(self, method="combine")
 
    def combine_first(self, other: DataFrame) -> DataFrame:
        """
        Update null elements with value in the same location in `other`.
 
        Combine two DataFrame objects by filling null values in one DataFrame
        with non-null values from other DataFrame. The row and column indexes
        of the resulting DataFrame will be the union of the two. The resulting
        dataframe contains the 'first' dataframe values and overrides the
        second one values where both first.loc[index, col] and
        second.loc[index, col] are not missing values, upon calling
        first.combine_first(second).
 
        Parameters
        ----------
        other : DataFrame
            Provided DataFrame to use to fill null values.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            The result of combining the provided DataFrame with the other object.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.combine : Perform series-wise operation on two DataFrames
            using a given function.
 
        Examples
        --------
        >>> df1 = pd.DataFrame({'A': [None, 0], 'B': [None, 4]})
        >>> df2 = pd.DataFrame({'A': [1, 1], 'B': [3, 3]})
        >>> df1.combine_first(df2)
             A    B
        0  1.0  3.0
        1  0.0  4.0
 
        Null values still persist if the location of that null value
        does not exist in `other`
 
        >>> df1 = pd.DataFrame({'A': [None, 0], 'B': [4, None]})
        >>> df2 = pd.DataFrame({'B': [3, 3], 'C': [1, 1]}, index=[1, 2])
        >>> df1.combine_first(df2)
             A    B    C
        0  NaN  4.0  NaN
        1  0.0  3.0  1.0
        2  NaN  3.0  1.0
        """
        from pandas.core.computation import expressions
 
        def combiner(x: Series, y: Series):
            mask = x.isna()._values
 
            x_values = x._values
            y_values = y._values
 
            # If the column y in other DataFrame is not in first DataFrame,
            # just return y_values.
            if y.name not in self.columns:
                return y_values
 
            return expressions.where(mask, y_values, x_values)
 
        if len(other) == 0:
            combined = self.reindex(
                self.columns.append(other.columns.difference(self.columns)), axis=1
            )
            combined = combined.astype(other.dtypes)
        else:
            combined = self.combine(other, combiner, overwrite=False)
 
        dtypes = {
            col: find_common_type([self.dtypes[col], other.dtypes[col]])
            for col in self.columns.intersection(other.columns)
            if combined.dtypes[col] != self.dtypes[col]
        }
 
        if dtypes:
            combined = combined.astype(dtypes)
 
        return combined.__finalize__(self, method="combine_first")
 
    def update(
        self,
        other,
        join: UpdateJoin = "left",
        overwrite: bool = True,
        filter_func=None,
        errors: IgnoreRaise = "ignore",
    ) -> None:
        """
        Modify in place using non-NA values from another DataFrame.
 
        Aligns on indices. There is no return value.
 
        Parameters
        ----------
        other : DataFrame, or object coercible into a DataFrame
            Should have at least one matching index/column label
            with the original DataFrame. If a Series is passed,
            its name attribute must be set, and that will be
            used as the column name to align with the original DataFrame.
        join : {'left'}, default 'left'
            Only left join is implemented, keeping the index and columns of the
            original object.
        overwrite : bool, default True
            How to handle non-NA values for overlapping keys:
 
            * True: overwrite original DataFrame's values
              with values from `other`.
            * False: only update values that are NA in
              the original DataFrame.
 
        filter_func : callable(1d-array) -> bool 1d-array, optional
            Can choose to replace values other than NA. Return True for values
            that should be updated.
        errors : {'raise', 'ignore'}, default 'ignore'
            If 'raise', will raise a ValueError if the DataFrame and `other`
            both contain non-NA data in the same place.
 
        Returns
        -------
        None
            This method directly changes calling object.
 
        Raises
        ------
        ValueError
            * When `errors='raise'` and there's overlapping non-NA data.
            * When `errors` is not either `'ignore'` or `'raise'`
        NotImplementedError
            * If `join != 'left'`
 
        See Also
        --------
        dict.update : Similar method for dictionaries.
        DataFrame.merge : For column(s)-on-column(s) operations.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3],
        ...                    'B': [400, 500, 600]})
        >>> new_df = pd.DataFrame({'B': [4, 5, 6],
        ...                        'C': [7, 8, 9]})
        >>> df.update(new_df)
        >>> df
           A  B
        0  1  4
        1  2  5
        2  3  6
 
        The DataFrame's length does not increase as a result of the update,
        only values at matching index/column labels are updated.
 
        >>> df = pd.DataFrame({'A': ['a', 'b', 'c'],
        ...                    'B': ['x', 'y', 'z']})
        >>> new_df = pd.DataFrame({'B': ['d', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i']})
        >>> df.update(new_df)
        >>> df
           A  B
        0  a  d
        1  b  e
        2  c  f
 
        >>> df = pd.DataFrame({'A': ['a', 'b', 'c'],
        ...                    'B': ['x', 'y', 'z']})
        >>> new_df = pd.DataFrame({'B': ['d', 'f']}, index=[0, 2])
        >>> df.update(new_df)
        >>> df
           A  B
        0  a  d
        1  b  y
        2  c  f
 
        For Series, its name attribute must be set.
 
        >>> df = pd.DataFrame({'A': ['a', 'b', 'c'],
        ...                    'B': ['x', 'y', 'z']})
        >>> new_column = pd.Series(['d', 'e', 'f'], name='B')
        >>> df.update(new_column)
        >>> df
           A  B
        0  a  d
        1  b  e
        2  c  f
 
        If `other` contains NaNs the corresponding values are not updated
        in the original dataframe.
 
        >>> df = pd.DataFrame({'A': [1, 2, 3],
        ...                    'B': [400., 500., 600.]})
        >>> new_df = pd.DataFrame({'B': [4, np.nan, 6]})
        >>> df.update(new_df)
        >>> df
           A      B
        0  1    4.0
        1  2  500.0
        2  3    6.0
        """
 
        if not PYPY and not WARNING_CHECK_DISABLED and using_copy_on_write():
            if sys.getrefcount(self) <= REF_COUNT:
                warnings.warn(
                    _chained_assignment_method_msg,
                    ChainedAssignmentError,
                    stacklevel=2,
                )
        elif (
            not PYPY
            and not WARNING_CHECK_DISABLED
            and not using_copy_on_write()
            and self._is_view_after_cow_rules()
        ):
            if sys.getrefcount(self) <= REF_COUNT:
                warnings.warn(
                    _chained_assignment_warning_method_msg,
                    FutureWarning,
                    stacklevel=2,
                )
 
        # TODO: Support other joins
        if join != "left":  # pragma: no cover
            raise NotImplementedError("Only left join is supported")
        if errors not in ["ignore", "raise"]:
            raise ValueError("The parameter errors must be either 'ignore' or 'raise'")
 
        if not isinstance(other, DataFrame):
            other = DataFrame(other)
 
        other = other.reindex(self.index)
 
        for col in self.columns.intersection(other.columns):
            this = self[col]._values
            that = other[col]._values
 
            if filter_func is not None:
                mask = ~filter_func(this) | isna(that)
            else:
                if errors == "raise":
                    mask_this = notna(that)
                    mask_that = notna(this)
                    if any(mask_this & mask_that):
                        raise ValueError("Data overlaps.")
 
                if overwrite:
                    mask = isna(that)
                else:
                    mask = notna(this)
 
            # don't overwrite columns unnecessarily
            if mask.all():
                continue
 
            with warnings.catch_warnings():
                warnings.filterwarnings(
                    "ignore",
                    message="Downcasting behavior",
                    category=FutureWarning,
                )
                # GH#57124 - `that` might get upcasted because of NA values, and then
                # downcasted in where because of the mask. Ignoring the warning
                # is a stopgap, will replace with a new implementation of update
                # in 3.0.
                self.loc[:, col] = self[col].where(mask, that)
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Data reshaping
    @Appender(
        dedent(
            """
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'Animal': ['Falcon', 'Falcon',
        ...                               'Parrot', 'Parrot'],
        ...                    'Max Speed': [380., 370., 24., 26.]})
        >>> df
           Animal  Max Speed
        0  Falcon      380.0
        1  Falcon      370.0
        2  Parrot       24.0
        3  Parrot       26.0
        >>> df.groupby(['Animal']).mean()
                Max Speed
        Animal
        Falcon      375.0
        Parrot       25.0
 
        **Hierarchical Indexes**
 
        We can groupby different levels of a hierarchical index
        using the `level` parameter:
 
        >>> arrays = [['Falcon', 'Falcon', 'Parrot', 'Parrot'],
        ...           ['Captive', 'Wild', 'Captive', 'Wild']]
        >>> index = pd.MultiIndex.from_arrays(arrays, names=('Animal', 'Type'))
        >>> df = pd.DataFrame({'Max Speed': [390., 350., 30., 20.]},
        ...                   index=index)
        >>> df
                        Max Speed
        Animal Type
        Falcon Captive      390.0
               Wild         350.0
        Parrot Captive       30.0
               Wild          20.0
        >>> df.groupby(level=0).mean()
                Max Speed
        Animal
        Falcon      370.0
        Parrot       25.0
        >>> df.groupby(level="Type").mean()
                 Max Speed
        Type
        Captive      210.0
        Wild         185.0
 
        We can also choose to include NA in group keys or not by setting
        `dropna` parameter, the default setting is `True`.
 
        >>> l = [[1, 2, 3], [1, None, 4], [2, 1, 3], [1, 2, 2]]
        >>> df = pd.DataFrame(l, columns=["a", "b", "c"])
 
        >>> df.groupby(by=["b"]).sum()
            a   c
        b
        1.0 2   3
        2.0 2   5
 
        >>> df.groupby(by=["b"], dropna=False).sum()
            a   c
        b
        1.0 2   3
        2.0 2   5
        NaN 1   4
 
        >>> l = [["a", 12, 12], [None, 12.3, 33.], ["b", 12.3, 123], ["a", 1, 1]]
        >>> df = pd.DataFrame(l, columns=["a", "b", "c"])
 
        >>> df.groupby(by="a").sum()
            b     c
        a
        a   13.0   13.0
        b   12.3  123.0
 
        >>> df.groupby(by="a", dropna=False).sum()
            b     c
        a
        a   13.0   13.0
        b   12.3  123.0
        NaN 12.3   33.0
 
        When using ``.apply()``, use ``group_keys`` to include or exclude the
        group keys. The ``group_keys`` argument defaults to ``True`` (include).
 
        >>> df = pd.DataFrame({'Animal': ['Falcon', 'Falcon',
        ...                               'Parrot', 'Parrot'],
        ...                    'Max Speed': [380., 370., 24., 26.]})
        >>> df.groupby("Animal", group_keys=True)[['Max Speed']].apply(lambda x: x)
                  Max Speed
        Animal
        Falcon 0      380.0
               1      370.0
        Parrot 2       24.0
               3       26.0
 
        >>> df.groupby("Animal", group_keys=False)[['Max Speed']].apply(lambda x: x)
           Max Speed
        0      380.0
        1      370.0
        2       24.0
        3       26.0
        """
        )
    )
    @Appender(_shared_docs["groupby"] % _shared_doc_kwargs)
    def groupby(
        self,
        by=None,
        axis: Axis | lib.NoDefault = lib.no_default,
        level: IndexLabel | None = None,
        as_index: bool = True,
        sort: bool = True,
        group_keys: bool = True,
        observed: bool | lib.NoDefault = lib.no_default,
        dropna: bool = True,
    ) -> DataFrameGroupBy:
        if axis is not lib.no_default:
            axis = self._get_axis_number(axis)
            if axis == 1:
                warnings.warn(
                    "DataFrame.groupby with axis=1 is deprecated. Do "
                    "`frame.T.groupby(...)` without axis instead.",
                    FutureWarning,
                    stacklevel=find_stack_level(),
                )
            else:
                warnings.warn(
                    "The 'axis' keyword in DataFrame.groupby is deprecated and "
                    "will be removed in a future version.",
                    FutureWarning,
                    stacklevel=find_stack_level(),
                )
        else:
            axis = 0
 
        from pandas.core.groupby.generic import DataFrameGroupBy
 
        if level is None and by is None:
            raise TypeError("You have to supply one of 'by' and 'level'")
 
        return DataFrameGroupBy(
            obj=self,
            keys=by,
            axis=axis,
            level=level,
            as_index=as_index,
            sort=sort,
            group_keys=group_keys,
            observed=observed,
            dropna=dropna,
        )
 
    _shared_docs[
        "pivot"
    ] = """
        Return reshaped DataFrame organized by given index / column values.
 
        Reshape data (produce a "pivot" table) based on column values. Uses
        unique values from specified `index` / `columns` to form axes of the
        resulting DataFrame. This function does not support data
        aggregation, multiple values will result in a MultiIndex in the
        columns. See the :ref:`User Guide <reshaping>` for more on reshaping.
 
        Parameters
        ----------%s
        columns : str or object or a list of str
            Column to use to make new frame's columns.
        index : str or object or a list of str, optional
            Column to use to make new frame's index. If not given, uses existing index.
        values : str, object or a list of the previous, optional
            Column(s) to use for populating new frame's values. If not
            specified, all remaining columns will be used and the result will
            have hierarchically indexed columns.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            Returns reshaped DataFrame.
 
        Raises
        ------
        ValueError:
            When there are any `index`, `columns` combinations with multiple
            values. `DataFrame.pivot_table` when you need to aggregate.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.pivot_table : Generalization of pivot that can handle
            duplicate values for one index/column pair.
        DataFrame.unstack : Pivot based on the index values instead of a
            column.
        wide_to_long : Wide panel to long format. Less flexible but more
            user-friendly than melt.
 
        Notes
        -----
        For finer-tuned control, see hierarchical indexing documentation along
        with the related stack/unstack methods.
 
        Reference :ref:`the user guide <reshaping.pivot>` for more examples.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'foo': ['one', 'one', 'one', 'two', 'two',
        ...                            'two'],
        ...                    'bar': ['A', 'B', 'C', 'A', 'B', 'C'],
        ...                    'baz': [1, 2, 3, 4, 5, 6],
        ...                    'zoo': ['x', 'y', 'z', 'q', 'w', 't']})
        >>> df
            foo   bar  baz  zoo
        0   one   A    1    x
        1   one   B    2    y
        2   one   C    3    z
        3   two   A    4    q
        4   two   B    5    w
        5   two   C    6    t
 
        >>> df.pivot(index='foo', columns='bar', values='baz')
        bar  A   B   C
        foo
        one  1   2   3
        two  4   5   6
 
        >>> df.pivot(index='foo', columns='bar')['baz']
        bar  A   B   C
        foo
        one  1   2   3
        two  4   5   6
 
        >>> df.pivot(index='foo', columns='bar', values=['baz', 'zoo'])
              baz       zoo
        bar   A  B  C   A  B  C
        foo
        one   1  2  3   x  y  z
        two   4  5  6   q  w  t
 
        You could also assign a list of column names or a list of index names.
 
        >>> df = pd.DataFrame({
        ...        "lev1": [1, 1, 1, 2, 2, 2],
        ...        "lev2": [1, 1, 2, 1, 1, 2],
        ...        "lev3": [1, 2, 1, 2, 1, 2],
        ...        "lev4": [1, 2, 3, 4, 5, 6],
        ...        "values": [0, 1, 2, 3, 4, 5]})
        >>> df
            lev1 lev2 lev3 lev4 values
        0   1    1    1    1    0
        1   1    1    2    2    1
        2   1    2    1    3    2
        3   2    1    2    4    3
        4   2    1    1    5    4
        5   2    2    2    6    5
 
        >>> df.pivot(index="lev1", columns=["lev2", "lev3"], values="values")
        lev2    1         2
        lev3    1    2    1    2
        lev1
        1     0.0  1.0  2.0  NaN
        2     4.0  3.0  NaN  5.0
 
        >>> df.pivot(index=["lev1", "lev2"], columns=["lev3"], values="values")
              lev3    1    2
        lev1  lev2
           1     1  0.0  1.0
                 2  2.0  NaN
           2     1  4.0  3.0
                 2  NaN  5.0
 
        A ValueError is raised if there are any duplicates.
 
        >>> df = pd.DataFrame({"foo": ['one', 'one', 'two', 'two'],
        ...                    "bar": ['A', 'A', 'B', 'C'],
        ...                    "baz": [1, 2, 3, 4]})
        >>> df
           foo bar  baz
        0  one   A    1
        1  one   A    2
        2  two   B    3
        3  two   C    4
 
        Notice that the first two rows are the same for our `index`
        and `columns` arguments.
 
        >>> df.pivot(index='foo', columns='bar', values='baz')
        Traceback (most recent call last):
           ...
        ValueError: Index contains duplicate entries, cannot reshape
        """
 
    @Substitution("")
    @Appender(_shared_docs["pivot"])
    def pivot(
        self, *, columns, index=lib.no_default, values=lib.no_default
    ) -> DataFrame:
        from pandas.core.reshape.pivot import pivot
 
        return pivot(self, index=index, columns=columns, values=values)
 
    _shared_docs[
        "pivot_table"
    ] = """
        Create a spreadsheet-style pivot table as a DataFrame.
 
        The levels in the pivot table will be stored in MultiIndex objects
        (hierarchical indexes) on the index and columns of the result DataFrame.
 
        Parameters
        ----------%s
        values : list-like or scalar, optional
            Column or columns to aggregate.
        index : column, Grouper, array, or list of the previous
            Keys to group by on the pivot table index. If a list is passed,
            it can contain any of the other types (except list). If an array is
            passed, it must be the same length as the data and will be used in
            the same manner as column values.
        columns : column, Grouper, array, or list of the previous
            Keys to group by on the pivot table column. If a list is passed,
            it can contain any of the other types (except list). If an array is
            passed, it must be the same length as the data and will be used in
            the same manner as column values.
        aggfunc : function, list of functions, dict, default "mean"
            If a list of functions is passed, the resulting pivot table will have
            hierarchical columns whose top level are the function names
            (inferred from the function objects themselves).
            If a dict is passed, the key is column to aggregate and the value is
            function or list of functions. If ``margin=True``, aggfunc will be
            used to calculate the partial aggregates.
        fill_value : scalar, default None
            Value to replace missing values with (in the resulting pivot table,
            after aggregation).
        margins : bool, default False
            If ``margins=True``, special ``All`` columns and rows
            will be added with partial group aggregates across the categories
            on the rows and columns.
        dropna : bool, default True
            Do not include columns whose entries are all NaN. If True,
            rows with a NaN value in any column will be omitted before
            computing margins.
        margins_name : str, default 'All'
            Name of the row / column that will contain the totals
            when margins is True.
        observed : bool, default False
            This only applies if any of the groupers are Categoricals.
            If True: only show observed values for categorical groupers.
            If False: show all values for categorical groupers.
 
            .. deprecated:: 2.2.0
 
                The default value of ``False`` is deprecated and will change to
                ``True`` in a future version of pandas.
 
        sort : bool, default True
            Specifies if the result should be sorted.
 
            .. versionadded:: 1.3.0
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            An Excel style pivot table.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.pivot : Pivot without aggregation that can handle
            non-numeric data.
        DataFrame.melt: Unpivot a DataFrame from wide to long format,
            optionally leaving identifiers set.
        wide_to_long : Wide panel to long format. Less flexible but more
            user-friendly than melt.
 
        Notes
        -----
        Reference :ref:`the user guide <reshaping.pivot>` for more examples.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({"A": ["foo", "foo", "foo", "foo", "foo",
        ...                          "bar", "bar", "bar", "bar"],
        ...                    "B": ["one", "one", "one", "two", "two",
        ...                          "one", "one", "two", "two"],
        ...                    "C": ["small", "large", "large", "small",
        ...                          "small", "large", "small", "small",
        ...                          "large"],
        ...                    "D": [1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7],
        ...                    "E": [2, 4, 5, 5, 6, 6, 8, 9, 9]})
        >>> df
             A    B      C  D  E
        0  foo  one  small  1  2
        1  foo  one  large  2  4
        2  foo  one  large  2  5
        3  foo  two  small  3  5
        4  foo  two  small  3  6
        5  bar  one  large  4  6
        6  bar  one  small  5  8
        7  bar  two  small  6  9
        8  bar  two  large  7  9
 
        This first example aggregates values by taking the sum.
 
        >>> table = pd.pivot_table(df, values='D', index=['A', 'B'],
        ...                        columns=['C'], aggfunc="sum")
        >>> table
        C        large  small
        A   B
        bar one    4.0    5.0
            two    7.0    6.0
        foo one    4.0    1.0
            two    NaN    6.0
 
        We can also fill missing values using the `fill_value` parameter.
 
        >>> table = pd.pivot_table(df, values='D', index=['A', 'B'],
        ...                        columns=['C'], aggfunc="sum", fill_value=0)
        >>> table
        C        large  small
        A   B
        bar one      4      5
            two      7      6
        foo one      4      1
            two      0      6
 
        The next example aggregates by taking the mean across multiple columns.
 
        >>> table = pd.pivot_table(df, values=['D', 'E'], index=['A', 'C'],
        ...                        aggfunc={'D': "mean", 'E': "mean"})
        >>> table
                        D         E
        A   C
        bar large  5.500000  7.500000
            small  5.500000  8.500000
        foo large  2.000000  4.500000
            small  2.333333  4.333333
 
        We can also calculate multiple types of aggregations for any given
        value column.
 
        >>> table = pd.pivot_table(df, values=['D', 'E'], index=['A', 'C'],
        ...                        aggfunc={'D': "mean",
        ...                                 'E': ["min", "max", "mean"]})
        >>> table
                          D   E
                       mean max      mean  min
        A   C
        bar large  5.500000   9  7.500000    6
            small  5.500000   9  8.500000    8
        foo large  2.000000   5  4.500000    4
            small  2.333333   6  4.333333    2
        """
 
    @Substitution("")
    @Appender(_shared_docs["pivot_table"])
    def pivot_table(
        self,
        values=None,
        index=None,
        columns=None,
        aggfunc: AggFuncType = "mean",
        fill_value=None,
        margins: bool = False,
        dropna: bool = True,
        margins_name: Level = "All",
        observed: bool | lib.NoDefault = lib.no_default,
        sort: bool = True,
    ) -> DataFrame:
        from pandas.core.reshape.pivot import pivot_table
 
        return pivot_table(
            self,
            values=values,
            index=index,
            columns=columns,
            aggfunc=aggfunc,
            fill_value=fill_value,
            margins=margins,
            dropna=dropna,
            margins_name=margins_name,
            observed=observed,
            sort=sort,
        )
 
    def stack(
        self,
        level: IndexLabel = -1,
        dropna: bool | lib.NoDefault = lib.no_default,
        sort: bool | lib.NoDefault = lib.no_default,
        future_stack: bool = False,
    ):
        """
        Stack the prescribed level(s) from columns to index.
 
        Return a reshaped DataFrame or Series having a multi-level
        index with one or more new inner-most levels compared to the current
        DataFrame. The new inner-most levels are created by pivoting the
        columns of the current dataframe:
 
          - if the columns have a single level, the output is a Series;
          - if the columns have multiple levels, the new index
            level(s) is (are) taken from the prescribed level(s) and
            the output is a DataFrame.
 
        Parameters
        ----------
        level : int, str, list, default -1
            Level(s) to stack from the column axis onto the index
            axis, defined as one index or label, or a list of indices
            or labels.
        dropna : bool, default True
            Whether to drop rows in the resulting Frame/Series with
            missing values. Stacking a column level onto the index
            axis can create combinations of index and column values
            that are missing from the original dataframe. See Examples
            section.
        sort : bool, default True
            Whether to sort the levels of the resulting MultiIndex.
        future_stack : bool, default False
            Whether to use the new implementation that will replace the current
            implementation in pandas 3.0. When True, dropna and sort have no impact
            on the result and must remain unspecified. See :ref:`pandas 2.1.0 Release
            notes <whatsnew_210.enhancements.new_stack>` for more details.
 
        Returns
        -------
        DataFrame or Series
            Stacked dataframe or series.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.unstack : Unstack prescribed level(s) from index axis
             onto column axis.
        DataFrame.pivot : Reshape dataframe from long format to wide
             format.
        DataFrame.pivot_table : Create a spreadsheet-style pivot table
             as a DataFrame.
 
        Notes
        -----
        The function is named by analogy with a collection of books
        being reorganized from being side by side on a horizontal
        position (the columns of the dataframe) to being stacked
        vertically on top of each other (in the index of the
        dataframe).
 
        Reference :ref:`the user guide <reshaping.stacking>` for more examples.
 
        Examples
        --------
        **Single level columns**
 
        >>> df_single_level_cols = pd.DataFrame([[0, 1], [2, 3]],
        ...                                     index=['cat', 'dog'],
        ...                                     columns=['weight', 'height'])
 
        Stacking a dataframe with a single level column axis returns a Series:
 
        >>> df_single_level_cols
             weight height
        cat       0      1
        dog       2      3
        >>> df_single_level_cols.stack(future_stack=True)
        cat  weight    0
             height    1
        dog  weight    2
             height    3
        dtype: int64
 
        **Multi level columns: simple case**
 
        >>> multicol1 = pd.MultiIndex.from_tuples([('weight', 'kg'),
        ...                                        ('weight', 'pounds')])
        >>> df_multi_level_cols1 = pd.DataFrame([[1, 2], [2, 4]],
        ...                                     index=['cat', 'dog'],
        ...                                     columns=multicol1)
 
        Stacking a dataframe with a multi-level column axis:
 
        >>> df_multi_level_cols1
             weight
                 kg    pounds
        cat       1        2
        dog       2        4
        >>> df_multi_level_cols1.stack(future_stack=True)
                    weight
        cat kg           1
            pounds       2
        dog kg           2
            pounds       4
 
        **Missing values**
 
        >>> multicol2 = pd.MultiIndex.from_tuples([('weight', 'kg'),
        ...                                        ('height', 'm')])
        >>> df_multi_level_cols2 = pd.DataFrame([[1.0, 2.0], [3.0, 4.0]],
        ...                                     index=['cat', 'dog'],
        ...                                     columns=multicol2)
 
        It is common to have missing values when stacking a dataframe
        with multi-level columns, as the stacked dataframe typically
        has more values than the original dataframe. Missing values
        are filled with NaNs:
 
        >>> df_multi_level_cols2
            weight height
                kg      m
        cat    1.0    2.0
        dog    3.0    4.0
        >>> df_multi_level_cols2.stack(future_stack=True)
                weight  height
        cat kg     1.0     NaN
            m      NaN     2.0
        dog kg     3.0     NaN
            m      NaN     4.0
 
        **Prescribing the level(s) to be stacked**
 
        The first parameter controls which level or levels are stacked:
 
        >>> df_multi_level_cols2.stack(0, future_stack=True)
                     kg    m
        cat weight  1.0  NaN
            height  NaN  2.0
        dog weight  3.0  NaN
            height  NaN  4.0
        >>> df_multi_level_cols2.stack([0, 1], future_stack=True)
        cat  weight  kg    1.0
             height  m     2.0
        dog  weight  kg    3.0
             height  m     4.0
        dtype: float64
        """
        if not future_stack:
            from pandas.core.reshape.reshape import (
                stack,
                stack_multiple,
            )
 
            if (
                dropna is not lib.no_default
                or sort is not lib.no_default
                or self.columns.nlevels > 1
            ):
                warnings.warn(
                    "The previous implementation of stack is deprecated and will be "
                    "removed in a future version of pandas. See the What's New notes "
                    "for pandas 2.1.0 for details. Specify future_stack=True to adopt "
                    "the new implementation and silence this warning.",
                    FutureWarning,
                    stacklevel=find_stack_level(),
                )
 
            if dropna is lib.no_default:
                dropna = True
            if sort is lib.no_default:
                sort = True
 
            if isinstance(level, (tuple, list)):
                result = stack_multiple(self, level, dropna=dropna, sort=sort)
            else:
                result = stack(self, level, dropna=dropna, sort=sort)
        else:
            from pandas.core.reshape.reshape import stack_v3
 
            if dropna is not lib.no_default:
                raise ValueError(
                    "dropna must be unspecified with future_stack=True as the new "
                    "implementation does not introduce rows of NA values. This "
                    "argument will be removed in a future version of pandas."
                )
 
            if sort is not lib.no_default:
                raise ValueError(
                    "Cannot specify sort with future_stack=True, this argument will be "
                    "removed in a future version of pandas. Sort the result using "
                    ".sort_index instead."
                )
 
            if (
                isinstance(level, (tuple, list))
                and not all(lev in self.columns.names for lev in level)
                and not all(isinstance(lev, int) for lev in level)
            ):
                raise ValueError(
                    "level should contain all level names or all level "
                    "numbers, not a mixture of the two."
                )
 
            if not isinstance(level, (tuple, list)):
                level = [level]
            level = [self.columns._get_level_number(lev) for lev in level]
            result = stack_v3(self, level)
 
        return result.__finalize__(self, method="stack")
 
    def explode(
        self,
        column: IndexLabel,
        ignore_index: bool = False,
    ) -> DataFrame:
        """
        Transform each element of a list-like to a row, replicating index values.
 
        Parameters
        ----------
        column : IndexLabel
            Column(s) to explode.
            For multiple columns, specify a non-empty list with each element
            be str or tuple, and all specified columns their list-like data
            on same row of the frame must have matching length.
 
            .. versionadded:: 1.3.0
                Multi-column explode
 
        ignore_index : bool, default False
            If True, the resulting index will be labeled 0, 1, …, n - 1.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            Exploded lists to rows of the subset columns;
            index will be duplicated for these rows.
 
        Raises
        ------
        ValueError :
            * If columns of the frame are not unique.
            * If specified columns to explode is empty list.
            * If specified columns to explode have not matching count of
              elements rowwise in the frame.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.unstack : Pivot a level of the (necessarily hierarchical)
            index labels.
        DataFrame.melt : Unpivot a DataFrame from wide format to long format.
        Series.explode : Explode a DataFrame from list-like columns to long format.
 
        Notes
        -----
        This routine will explode list-likes including lists, tuples, sets,
        Series, and np.ndarray. The result dtype of the subset rows will
        be object. Scalars will be returned unchanged, and empty list-likes will
        result in a np.nan for that row. In addition, the ordering of rows in the
        output will be non-deterministic when exploding sets.
 
        Reference :ref:`the user guide <reshaping.explode>` for more examples.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'A': [[0, 1, 2], 'foo', [], [3, 4]],
        ...                    'B': 1,
        ...                    'C': [['a', 'b', 'c'], np.nan, [], ['d', 'e']]})
        >>> df
                   A  B          C
        0  [0, 1, 2]  1  [a, b, c]
        1        foo  1        NaN
        2         []  1         []
        3     [3, 4]  1     [d, e]
 
        Single-column explode.
 
        >>> df.explode('A')
             A  B          C
        0    0  1  [a, b, c]
        0    1  1  [a, b, c]
        0    2  1  [a, b, c]
        1  foo  1        NaN
        2  NaN  1         []
        3    3  1     [d, e]
        3    4  1     [d, e]
 
        Multi-column explode.
 
        >>> df.explode(list('AC'))
             A  B    C
        0    0  1    a
        0    1  1    b
        0    2  1    c
        1  foo  1  NaN
        2  NaN  1  NaN
        3    3  1    d
        3    4  1    e
        """
        if not self.columns.is_unique:
            duplicate_cols = self.columns[self.columns.duplicated()].tolist()
            raise ValueError(
                f"DataFrame columns must be unique. Duplicate columns: {duplicate_cols}"
            )
 
        columns: list[Hashable]
        if is_scalar(column) or isinstance(column, tuple):
            columns = [column]
        elif isinstance(column, list) and all(
            is_scalar(c) or isinstance(c, tuple) for c in column
        ):
            if not column:
                raise ValueError("column must be nonempty")
            if len(column) > len(set(column)):
                raise ValueError("column must be unique")
            columns = column
        else:
            raise ValueError("column must be a scalar, tuple, or list thereof")
 
        df = self.reset_index(drop=True)
        if len(columns) == 1:
            result = df[columns[0]].explode()
        else:
            mylen = lambda x: len(x) if (is_list_like(x) and len(x) > 0) else 1
            counts0 = self[columns[0]].apply(mylen)
            for c in columns[1:]:
                if not all(counts0 == self[c].apply(mylen)):
                    raise ValueError("columns must have matching element counts")
            result = DataFrame({c: df[c].explode() for c in columns})
        result = df.drop(columns, axis=1).join(result)
        if ignore_index:
            result.index = default_index(len(result))
        else:
            result.index = self.index.take(result.index)
        result = result.reindex(columns=self.columns, copy=False)
 
        return result.__finalize__(self, method="explode")
 
    def unstack(self, level: IndexLabel = -1, fill_value=None, sort: bool = True):
        """
        Pivot a level of the (necessarily hierarchical) index labels.
 
        Returns a DataFrame having a new level of column labels whose inner-most level
        consists of the pivoted index labels.
 
        If the index is not a MultiIndex, the output will be a Series
        (the analogue of stack when the columns are not a MultiIndex).
 
        Parameters
        ----------
        level : int, str, or list of these, default -1 (last level)
            Level(s) of index to unstack, can pass level name.
        fill_value : int, str or dict
            Replace NaN with this value if the unstack produces missing values.
        sort : bool, default True
            Sort the level(s) in the resulting MultiIndex columns.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
 
        See Also
        --------
        DataFrame.pivot : Pivot a table based on column values.
        DataFrame.stack : Pivot a level of the column labels (inverse operation
            from `unstack`).
 
        Notes
        -----
        Reference :ref:`the user guide <reshaping.stacking>` for more examples.
 
        Examples
        --------
        >>> index = pd.MultiIndex.from_tuples([('one', 'a'), ('one', 'b'),
        ...                                    ('two', 'a'), ('two', 'b')])
        >>> s = pd.Series(np.arange(1.0, 5.0), index=index)
        >>> s
        one  a   1.0
             b   2.0
        two  a   3.0
             b   4.0
        dtype: float64
 
        >>> s.unstack(level=-1)
             a   b
        one  1.0  2.0
        two  3.0  4.0
 
        >>> s.unstack(level=0)
           one  two
        a  1.0   3.0
        b  2.0   4.0
 
        >>> df = s.unstack(level=0)
        >>> df.unstack()
        one  a  1.0
             b  2.0
        two  a  3.0
             b  4.0
        dtype: float64
        """
        from pandas.core.reshape.reshape import unstack
 
        result = unstack(self, level, fill_value, sort)
 
        return result.__finalize__(self, method="unstack")
 
    @Appender(_shared_docs["melt"] % {"caller": "df.melt(", "other": "melt"})
    def melt(
        self,
        id_vars=None,
        value_vars=None,
        var_name=None,
        value_name: Hashable = "value",
        col_level: Level | None = None,
        ignore_index: bool = True,
    ) -> DataFrame:
        return melt(
            self,
            id_vars=id_vars,
            value_vars=value_vars,
            var_name=var_name,
            value_name=value_name,
            col_level=col_level,
            ignore_index=ignore_index,
        ).__finalize__(self, method="melt")
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Time series-related
 
    @doc(
        Series.diff,
        klass="DataFrame",
        extra_params="axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0\n    "
        "Take difference over rows (0) or columns (1).\n",
        other_klass="Series",
        examples=dedent(
            """
        Difference with previous row
 
        >>> df = pd.DataFrame({'a': [1, 2, 3, 4, 5, 6],
        ...                    'b': [1, 1, 2, 3, 5, 8],
        ...                    'c': [1, 4, 9, 16, 25, 36]})
        >>> df
           a  b   c
        0  1  1   1
        1  2  1   4
        2  3  2   9
        3  4  3  16
        4  5  5  25
        5  6  8  36
 
        >>> df.diff()
             a    b     c
        0  NaN  NaN   NaN
        1  1.0  0.0   3.0
        2  1.0  1.0   5.0
        3  1.0  1.0   7.0
        4  1.0  2.0   9.0
        5  1.0  3.0  11.0
 
        Difference with previous column
 
        >>> df.diff(axis=1)
            a  b   c
        0 NaN  0   0
        1 NaN -1   3
        2 NaN -1   7
        3 NaN -1  13
        4 NaN  0  20
        5 NaN  2  28
 
        Difference with 3rd previous row
 
        >>> df.diff(periods=3)
             a    b     c
        0  NaN  NaN   NaN
        1  NaN  NaN   NaN
        2  NaN  NaN   NaN
        3  3.0  2.0  15.0
        4  3.0  4.0  21.0
        5  3.0  6.0  27.0
 
        Difference with following row
 
        >>> df.diff(periods=-1)
             a    b     c
        0 -1.0  0.0  -3.0
        1 -1.0 -1.0  -5.0
        2 -1.0 -1.0  -7.0
        3 -1.0 -2.0  -9.0
        4 -1.0 -3.0 -11.0
        5  NaN  NaN   NaN
 
        Overflow in input dtype
 
        >>> df = pd.DataFrame({'a': [1, 0]}, dtype=np.uint8)
        >>> df.diff()
               a
        0    NaN
        1  255.0"""
        ),
    )
    def diff(self, periods: int = 1, axis: Axis = 0) -> DataFrame:
        if not lib.is_integer(periods):
            if not (is_float(periods) and periods.is_integer()):
                raise ValueError("periods must be an integer")
            periods = int(periods)
 
        axis = self._get_axis_number(axis)
        if axis == 1:
            if periods != 0:
                # in the periods == 0 case, this is equivalent diff of 0 periods
                #  along axis=0, and the Manager method may be somewhat more
                #  performant, so we dispatch in that case.
                return self - self.shift(periods, axis=axis)
            # With periods=0 this is equivalent to a diff with axis=0
            axis = 0
 
        new_data = self._mgr.diff(n=periods)
        res_df = self._constructor_from_mgr(new_data, axes=new_data.axes)
        return res_df.__finalize__(self, "diff")
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Function application
 
    def _gotitem(
        self,
        key: IndexLabel,
        ndim: int,
        subset: DataFrame | Series | None = None,
    ) -> DataFrame | Series:
        """
        Sub-classes to define. Return a sliced object.
 
        Parameters
        ----------
        key : string / list of selections
        ndim : {1, 2}
            requested ndim of result
        subset : object, default None
            subset to act on
        """
        if subset is None:
            subset = self
        elif subset.ndim == 1:  # is Series
            return subset
 
        # TODO: _shallow_copy(subset)?
        return subset[key]
 
    _agg_see_also_doc = dedent(
        """
    See Also
    --------
    DataFrame.apply : Perform any type of operations.
    DataFrame.transform : Perform transformation type operations.
    pandas.DataFrame.groupby : Perform operations over groups.
    pandas.DataFrame.resample : Perform operations over resampled bins.
    pandas.DataFrame.rolling : Perform operations over rolling window.
    pandas.DataFrame.expanding : Perform operations over expanding window.
    pandas.core.window.ewm.ExponentialMovingWindow : Perform operation over exponential
        weighted window.
    """
    )
 
    _agg_examples_doc = dedent(
        """
    Examples
    --------
    >>> df = pd.DataFrame([[1, 2, 3],
    ...                    [4, 5, 6],
    ...                    [7, 8, 9],
    ...                    [np.nan, np.nan, np.nan]],
    ...                   columns=['A', 'B', 'C'])
 
    Aggregate these functions over the rows.
 
    >>> df.agg(['sum', 'min'])
            A     B     C
    sum  12.0  15.0  18.0
    min   1.0   2.0   3.0
 
    Different aggregations per column.
 
    >>> df.agg({'A' : ['sum', 'min'], 'B' : ['min', 'max']})
            A    B
    sum  12.0  NaN
    min   1.0  2.0
    max   NaN  8.0
 
    Aggregate different functions over the columns and rename the index of the resulting
    DataFrame.
 
    >>> df.agg(x=('A', 'max'), y=('B', 'min'), z=('C', 'mean'))
         A    B    C
    x  7.0  NaN  NaN
    y  NaN  2.0  NaN
    z  NaN  NaN  6.0
 
    Aggregate over the columns.
 
    >>> df.agg("mean", axis="columns")
    0    2.0
    1    5.0
    2    8.0
    3    NaN
    dtype: float64
    """
    )
 
    @doc(
        _shared_docs["aggregate"],
        klass=_shared_doc_kwargs["klass"],
        axis=_shared_doc_kwargs["axis"],
        see_also=_agg_see_also_doc,
        examples=_agg_examples_doc,
    )
    def aggregate(self, func=None, axis: Axis = 0, *args, **kwargs):
        from pandas.core.apply import frame_apply
 
        axis = self._get_axis_number(axis)
 
        op = frame_apply(self, func=func, axis=axis, args=args, kwargs=kwargs)
        result = op.agg()
        result = reconstruct_and_relabel_result(result, func, **kwargs)
        return result
 
    agg = aggregate
 
    @doc(
        _shared_docs["transform"],
        klass=_shared_doc_kwargs["klass"],
        axis=_shared_doc_kwargs["axis"],
    )
    def transform(
        self, func: AggFuncType, axis: Axis = 0, *args, **kwargs
    ) -> DataFrame:
        from pandas.core.apply import frame_apply
 
        op = frame_apply(self, func=func, axis=axis, args=args, kwargs=kwargs)
        result = op.transform()
        assert isinstance(result, DataFrame)
        return result
 
    def apply(
        self,
        func: AggFuncType,
        axis: Axis = 0,
        raw: bool = False,
        result_type: Literal["expand", "reduce", "broadcast"] | None = None,
        args=(),
        by_row: Literal[False, "compat"] = "compat",
        engine: Literal["python", "numba"] = "python",
        engine_kwargs: dict[str, bool] | None = None,
        **kwargs,
    ):
        """
        Apply a function along an axis of the DataFrame.
 
        Objects passed to the function are Series objects whose index is
        either the DataFrame's index (``axis=0``) or the DataFrame's columns
        (``axis=1``). By default (``result_type=None``), the final return type
        is inferred from the return type of the applied function. Otherwise,
        it depends on the `result_type` argument.
 
        Parameters
        ----------
        func : function
            Function to apply to each column or row.
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            Axis along which the function is applied:
 
            * 0 or 'index': apply function to each column.
            * 1 or 'columns': apply function to each row.
 
        raw : bool, default False
            Determines if row or column is passed as a Series or ndarray object:
 
            * ``False`` : passes each row or column as a Series to the
              function.
            * ``True`` : the passed function will receive ndarray objects
              instead.
              If you are just applying a NumPy reduction function this will
              achieve much better performance.
 
        result_type : {'expand', 'reduce', 'broadcast', None}, default None
            These only act when ``axis=1`` (columns):
 
            * 'expand' : list-like results will be turned into columns.
            * 'reduce' : returns a Series if possible rather than expanding
              list-like results. This is the opposite of 'expand'.
            * 'broadcast' : results will be broadcast to the original shape
              of the DataFrame, the original index and columns will be
              retained.
 
            The default behaviour (None) depends on the return value of the
            applied function: list-like results will be returned as a Series
            of those. However if the apply function returns a Series these
            are expanded to columns.
        args : tuple
            Positional arguments to pass to `func` in addition to the
            array/series.
        by_row : False or "compat", default "compat"
            Only has an effect when ``func`` is a listlike or dictlike of funcs
            and the func isn't a string.
            If "compat", will if possible first translate the func into pandas
            methods (e.g. ``Series().apply(np.sum)`` will be translated to
            ``Series().sum()``). If that doesn't work, will try call to apply again with
            ``by_row=True`` and if that fails, will call apply again with
            ``by_row=False`` (backward compatible).
            If False, the funcs will be passed the whole Series at once.
 
            .. versionadded:: 2.1.0
 
        engine : {'python', 'numba'}, default 'python'
            Choose between the python (default) engine or the numba engine in apply.
 
            The numba engine will attempt to JIT compile the passed function,
            which may result in speedups for large DataFrames.
            It also supports the following engine_kwargs :
 
            - nopython (compile the function in nopython mode)
            - nogil (release the GIL inside the JIT compiled function)
            - parallel (try to apply the function in parallel over the DataFrame)
 
              Note: Due to limitations within numba/how pandas interfaces with numba,
              you should only use this if raw=True
 
            Note: The numba compiler only supports a subset of
            valid Python/numpy operations.
 
            Please read more about the `supported python features
            <https://numba.pydata.org/numba-doc/dev/reference/pysupported.html>`_
            and `supported numpy features
            <https://numba.pydata.org/numba-doc/dev/reference/numpysupported.html>`_
            in numba to learn what you can or cannot use in the passed function.
 
            .. versionadded:: 2.2.0
 
        engine_kwargs : dict
            Pass keyword arguments to the engine.
            This is currently only used by the numba engine,
            see the documentation for the engine argument for more information.
        **kwargs
            Additional keyword arguments to pass as keywords arguments to
            `func`.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
            Result of applying ``func`` along the given axis of the
            DataFrame.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.map: For elementwise operations.
        DataFrame.aggregate: Only perform aggregating type operations.
        DataFrame.transform: Only perform transforming type operations.
 
        Notes
        -----
        Functions that mutate the passed object can produce unexpected
        behavior or errors and are not supported. See :ref:`gotchas.udf-mutation`
        for more details.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame([[4, 9]] * 3, columns=['A', 'B'])
        >>> df
           A  B
        0  4  9
        1  4  9
        2  4  9
 
        Using a numpy universal function (in this case the same as
        ``np.sqrt(df)``):
 
        >>> df.apply(np.sqrt)
             A    B
        0  2.0  3.0
        1  2.0  3.0
        2  2.0  3.0
 
        Using a reducing function on either axis
 
        >>> df.apply(np.sum, axis=0)
        A    12
        B    27
        dtype: int64
 
        >>> df.apply(np.sum, axis=1)
        0    13
        1    13
        2    13
        dtype: int64
 
        Returning a list-like will result in a Series
 
        >>> df.apply(lambda x: [1, 2], axis=1)
        0    [1, 2]
        1    [1, 2]
        2    [1, 2]
        dtype: object
 
        Passing ``result_type='expand'`` will expand list-like results
        to columns of a Dataframe
 
        >>> df.apply(lambda x: [1, 2], axis=1, result_type='expand')
           0  1
        0  1  2
        1  1  2
        2  1  2
 
        Returning a Series inside the function is similar to passing
        ``result_type='expand'``. The resulting column names
        will be the Series index.
 
        >>> df.apply(lambda x: pd.Series([1, 2], index=['foo', 'bar']), axis=1)
           foo  bar
        0    1    2
        1    1    2
        2    1    2
 
        Passing ``result_type='broadcast'`` will ensure the same shape
        result, whether list-like or scalar is returned by the function,
        and broadcast it along the axis. The resulting column names will
        be the originals.
 
        >>> df.apply(lambda x: [1, 2], axis=1, result_type='broadcast')
           A  B
        0  1  2
        1  1  2
        2  1  2
        """
        from pandas.core.apply import frame_apply
 
        op = frame_apply(
            self,
            func=func,
            axis=axis,
            raw=raw,
            result_type=result_type,
            by_row=by_row,
            engine=engine,
            engine_kwargs=engine_kwargs,
            args=args,
            kwargs=kwargs,
        )
        return op.apply().__finalize__(self, method="apply")
 
    def map(
        self, func: PythonFuncType, na_action: str | None = None, **kwargs
    ) -> DataFrame:
        """
        Apply a function to a Dataframe elementwise.
 
        .. versionadded:: 2.1.0
 
           DataFrame.applymap was deprecated and renamed to DataFrame.map.
 
        This method applies a function that accepts and returns a scalar
        to every element of a DataFrame.
 
        Parameters
        ----------
        func : callable
            Python function, returns a single value from a single value.
        na_action : {None, 'ignore'}, default None
            If 'ignore', propagate NaN values, without passing them to func.
        **kwargs
            Additional keyword arguments to pass as keywords arguments to
            `func`.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            Transformed DataFrame.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.apply : Apply a function along input axis of DataFrame.
        DataFrame.replace: Replace values given in `to_replace` with `value`.
        Series.map : Apply a function elementwise on a Series.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame([[1, 2.12], [3.356, 4.567]])
        >>> df
               0      1
        0  1.000  2.120
        1  3.356  4.567
 
        >>> df.map(lambda x: len(str(x)))
           0  1
        0  3  4
        1  5  5
 
        Like Series.map, NA values can be ignored:
 
        >>> df_copy = df.copy()
        >>> df_copy.iloc[0, 0] = pd.NA
        >>> df_copy.map(lambda x: len(str(x)), na_action='ignore')
             0  1
        0  NaN  4
        1  5.0  5
 
        It is also possible to use `map` with functions that are not
        `lambda` functions:
 
        >>> df.map(round, ndigits=1)
             0    1
        0  1.0  2.1
        1  3.4  4.6
 
        Note that a vectorized version of `func` often exists, which will
        be much faster. You could square each number elementwise.
 
        >>> df.map(lambda x: x**2)
                   0          1
        0   1.000000   4.494400
        1  11.262736  20.857489
 
        But it's better to avoid map in that case.
 
        >>> df ** 2
                   0          1
        0   1.000000   4.494400
        1  11.262736  20.857489
        """
        if na_action not in {"ignore", None}:
            raise ValueError(
                f"na_action must be 'ignore' or None. Got {repr(na_action)}"
            )
 
        if self.empty:
            return self.copy()
 
        func = functools.partial(func, **kwargs)
 
        def infer(x):
            return x._map_values(func, na_action=na_action)
 
        return self.apply(infer).__finalize__(self, "map")
 
    def applymap(
        self, func: PythonFuncType, na_action: NaAction | None = None, **kwargs
    ) -> DataFrame:
        """
        Apply a function to a Dataframe elementwise.
 
        .. deprecated:: 2.1.0
 
           DataFrame.applymap has been deprecated. Use DataFrame.map instead.
 
        This method applies a function that accepts and returns a scalar
        to every element of a DataFrame.
 
        Parameters
        ----------
        func : callable
            Python function, returns a single value from a single value.
        na_action : {None, 'ignore'}, default None
            If 'ignore', propagate NaN values, without passing them to func.
        **kwargs
            Additional keyword arguments to pass as keywords arguments to
            `func`.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            Transformed DataFrame.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.apply : Apply a function along input axis of DataFrame.
        DataFrame.map : Apply a function along input axis of DataFrame.
        DataFrame.replace: Replace values given in `to_replace` with `value`.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame([[1, 2.12], [3.356, 4.567]])
        >>> df
               0      1
        0  1.000  2.120
        1  3.356  4.567
 
        >>> df.map(lambda x: len(str(x)))
           0  1
        0  3  4
        1  5  5
        """
        warnings.warn(
            "DataFrame.applymap has been deprecated. Use DataFrame.map instead.",
            FutureWarning,
            stacklevel=find_stack_level(),
        )
        return self.map(func, na_action=na_action, **kwargs)
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Merging / joining methods
 
    def _append(
        self,
        other,
        ignore_index: bool = False,
        verify_integrity: bool = False,
        sort: bool = False,
    ) -> DataFrame:
        if isinstance(other, (Series, dict)):
            if isinstance(other, dict):
                if not ignore_index:
                    raise TypeError("Can only append a dict if ignore_index=True")
                other = Series(other)
            if other.name is None and not ignore_index:
                raise TypeError(
                    "Can only append a Series if ignore_index=True "
                    "or if the Series has a name"
                )
 
            index = Index(
                [other.name],
                name=self.index.names
                if isinstance(self.index, MultiIndex)
                else self.index.name,
            )
            row_df = other.to_frame().T
            # infer_objects is needed for
            #  test_append_empty_frame_to_series_with_dateutil_tz
            other = row_df.infer_objects(copy=False).rename_axis(
                index.names, copy=False
            )
        elif isinstance(other, list):
            if not other:
                pass
            elif not isinstance(other[0], DataFrame):
                other = DataFrame(other)
                if self.index.name is not None and not ignore_index:
                    other.index.name = self.index.name
 
        from pandas.core.reshape.concat import concat
 
        if isinstance(other, (list, tuple)):
            to_concat = [self, *other]
        else:
            to_concat = [self, other]
 
        result = concat(
            to_concat,
            ignore_index=ignore_index,
            verify_integrity=verify_integrity,
            sort=sort,
        )
        return result.__finalize__(self, method="append")
 
    def join(
        self,
        other: DataFrame | Series | Iterable[DataFrame | Series],
        on: IndexLabel | None = None,
        how: MergeHow = "left",
        lsuffix: str = "",
        rsuffix: str = "",
        sort: bool = False,
        validate: JoinValidate | None = None,
    ) -> DataFrame:
        """
        Join columns of another DataFrame.
 
        Join columns with `other` DataFrame either on index or on a key
        column. Efficiently join multiple DataFrame objects by index at once by
        passing a list.
 
        Parameters
        ----------
        other : DataFrame, Series, or a list containing any combination of them
            Index should be similar to one of the columns in this one. If a
            Series is passed, its name attribute must be set, and that will be
            used as the column name in the resulting joined DataFrame.
        on : str, list of str, or array-like, optional
            Column or index level name(s) in the caller to join on the index
            in `other`, otherwise joins index-on-index. If multiple
            values given, the `other` DataFrame must have a MultiIndex. Can
            pass an array as the join key if it is not already contained in
            the calling DataFrame. Like an Excel VLOOKUP operation.
        how : {'left', 'right', 'outer', 'inner', 'cross'}, default 'left'
            How to handle the operation of the two objects.
 
            * left: use calling frame's index (or column if on is specified)
            * right: use `other`'s index.
            * outer: form union of calling frame's index (or column if on is
              specified) with `other`'s index, and sort it lexicographically.
            * inner: form intersection of calling frame's index (or column if
              on is specified) with `other`'s index, preserving the order
              of the calling's one.
            * cross: creates the cartesian product from both frames, preserves the order
              of the left keys.
        lsuffix : str, default ''
            Suffix to use from left frame's overlapping columns.
        rsuffix : str, default ''
            Suffix to use from right frame's overlapping columns.
        sort : bool, default False
            Order result DataFrame lexicographically by the join key. If False,
            the order of the join key depends on the join type (how keyword).
        validate : str, optional
            If specified, checks if join is of specified type.
 
            * "one_to_one" or "1:1": check if join keys are unique in both left
              and right datasets.
            * "one_to_many" or "1:m": check if join keys are unique in left dataset.
            * "many_to_one" or "m:1": check if join keys are unique in right dataset.
            * "many_to_many" or "m:m": allowed, but does not result in checks.
 
            .. versionadded:: 1.5.0
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            A dataframe containing columns from both the caller and `other`.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.merge : For column(s)-on-column(s) operations.
 
        Notes
        -----
        Parameters `on`, `lsuffix`, and `rsuffix` are not supported when
        passing a list of `DataFrame` objects.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'key': ['K0', 'K1', 'K2', 'K3', 'K4', 'K5'],
        ...                    'A': ['A0', 'A1', 'A2', 'A3', 'A4', 'A5']})
 
        >>> df
          key   A
        0  K0  A0
        1  K1  A1
        2  K2  A2
        3  K3  A3
        4  K4  A4
        5  K5  A5
 
        >>> other = pd.DataFrame({'key': ['K0', 'K1', 'K2'],
        ...                       'B': ['B0', 'B1', 'B2']})
 
        >>> other
          key   B
        0  K0  B0
        1  K1  B1
        2  K2  B2
 
        Join DataFrames using their indexes.
 
        >>> df.join(other, lsuffix='_caller', rsuffix='_other')
          key_caller   A key_other    B
        0         K0  A0        K0   B0
        1         K1  A1        K1   B1
        2         K2  A2        K2   B2
        3         K3  A3       NaN  NaN
        4         K4  A4       NaN  NaN
        5         K5  A5       NaN  NaN
 
        If we want to join using the key columns, we need to set key to be
        the index in both `df` and `other`. The joined DataFrame will have
        key as its index.
 
        >>> df.set_index('key').join(other.set_index('key'))
              A    B
        key
        K0   A0   B0
        K1   A1   B1
        K2   A2   B2
        K3   A3  NaN
        K4   A4  NaN
        K5   A5  NaN
 
        Another option to join using the key columns is to use the `on`
        parameter. DataFrame.join always uses `other`'s index but we can use
        any column in `df`. This method preserves the original DataFrame's
        index in the result.
 
        >>> df.join(other.set_index('key'), on='key')
          key   A    B
        0  K0  A0   B0
        1  K1  A1   B1
        2  K2  A2   B2
        3  K3  A3  NaN
        4  K4  A4  NaN
        5  K5  A5  NaN
 
        Using non-unique key values shows how they are matched.
 
        >>> df = pd.DataFrame({'key': ['K0', 'K1', 'K1', 'K3', 'K0', 'K1'],
        ...                    'A': ['A0', 'A1', 'A2', 'A3', 'A4', 'A5']})
 
        >>> df
          key   A
        0  K0  A0
        1  K1  A1
        2  K1  A2
        3  K3  A3
        4  K0  A4
        5  K1  A5
 
        >>> df.join(other.set_index('key'), on='key', validate='m:1')
          key   A    B
        0  K0  A0   B0
        1  K1  A1   B1
        2  K1  A2   B1
        3  K3  A3  NaN
        4  K0  A4   B0
        5  K1  A5   B1
        """
        from pandas.core.reshape.concat import concat
        from pandas.core.reshape.merge import merge
 
        if isinstance(other, Series):
            if other.name is None:
                raise ValueError("Other Series must have a name")
            other = DataFrame({other.name: other})
 
        if isinstance(other, DataFrame):
            if how == "cross":
                return merge(
                    self,
                    other,
                    how=how,
                    on=on,
                    suffixes=(lsuffix, rsuffix),
                    sort=sort,
                    validate=validate,
                )
            return merge(
                self,
                other,
                left_on=on,
                how=how,
                left_index=on is None,
                right_index=True,
                suffixes=(lsuffix, rsuffix),
                sort=sort,
                validate=validate,
            )
        else:
            if on is not None:
                raise ValueError(
                    "Joining multiple DataFrames only supported for joining on index"
                )
 
            if rsuffix or lsuffix:
                raise ValueError(
                    "Suffixes not supported when joining multiple DataFrames"
                )
 
            # Mypy thinks the RHS is a
            # "Union[DataFrame, Series, Iterable[Union[DataFrame, Series]]]" whereas
            # the LHS is an "Iterable[DataFrame]", but in reality both types are
            # "Iterable[Union[DataFrame, Series]]" due to the if statements
            frames = [cast("DataFrame | Series", self)] + list(other)
 
            can_concat = all(df.index.is_unique for df in frames)
 
            # join indexes only using concat
            if can_concat:
                if how == "left":
                    res = concat(
                        frames, axis=1, join="outer", verify_integrity=True, sort=sort
                    )
                    return res.reindex(self.index, copy=False)
                else:
                    return concat(
                        frames, axis=1, join=how, verify_integrity=True, sort=sort
                    )
 
            joined = frames[0]
 
            for frame in frames[1:]:
                joined = merge(
                    joined,
                    frame,
                    how=how,
                    left_index=True,
                    right_index=True,
                    validate=validate,
                )
 
            return joined
 
    @Substitution("")
    @Appender(_merge_doc, indents=2)
    def merge(
        self,
        right: DataFrame | Series,
        how: MergeHow = "inner",
        on: IndexLabel | AnyArrayLike | None = None,
        left_on: IndexLabel | AnyArrayLike | None = None,
        right_on: IndexLabel | AnyArrayLike | None = None,
        left_index: bool = False,
        right_index: bool = False,
        sort: bool = False,
        suffixes: Suffixes = ("_x", "_y"),
        copy: bool | None = None,
        indicator: str | bool = False,
        validate: MergeValidate | None = None,
    ) -> DataFrame:
        from pandas.core.reshape.merge import merge
 
        return merge(
            self,
            right,
            how=how,
            on=on,
            left_on=left_on,
            right_on=right_on,
            left_index=left_index,
            right_index=right_index,
            sort=sort,
            suffixes=suffixes,
            copy=copy,
            indicator=indicator,
            validate=validate,
        )
 
    def round(
        self, decimals: int | dict[IndexLabel, int] | Series = 0, *args, **kwargs
    ) -> DataFrame:
        """
        Round a DataFrame to a variable number of decimal places.
 
        Parameters
        ----------
        decimals : int, dict, Series
            Number of decimal places to round each column to. If an int is
            given, round each column to the same number of places.
            Otherwise dict and Series round to variable numbers of places.
            Column names should be in the keys if `decimals` is a
            dict-like, or in the index if `decimals` is a Series. Any
            columns not included in `decimals` will be left as is. Elements
            of `decimals` which are not columns of the input will be
            ignored.
        *args
            Additional keywords have no effect but might be accepted for
            compatibility with numpy.
        **kwargs
            Additional keywords have no effect but might be accepted for
            compatibility with numpy.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            A DataFrame with the affected columns rounded to the specified
            number of decimal places.
 
        See Also
        --------
        numpy.around : Round a numpy array to the given number of decimals.
        Series.round : Round a Series to the given number of decimals.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame([(.21, .32), (.01, .67), (.66, .03), (.21, .18)],
        ...                   columns=['dogs', 'cats'])
        >>> df
            dogs  cats
        0  0.21  0.32
        1  0.01  0.67
        2  0.66  0.03
        3  0.21  0.18
 
        By providing an integer each column is rounded to the same number
        of decimal places
 
        >>> df.round(1)
            dogs  cats
        0   0.2   0.3
        1   0.0   0.7
        2   0.7   0.0
        3   0.2   0.2
 
        With a dict, the number of places for specific columns can be
        specified with the column names as key and the number of decimal
        places as value
 
        >>> df.round({'dogs': 1, 'cats': 0})
            dogs  cats
        0   0.2   0.0
        1   0.0   1.0
        2   0.7   0.0
        3   0.2   0.0
 
        Using a Series, the number of places for specific columns can be
        specified with the column names as index and the number of
        decimal places as value
 
        >>> decimals = pd.Series([0, 1], index=['cats', 'dogs'])
        >>> df.round(decimals)
            dogs  cats
        0   0.2   0.0
        1   0.0   1.0
        2   0.7   0.0
        3   0.2   0.0
        """
        from pandas.core.reshape.concat import concat
 
        def _dict_round(df: DataFrame, decimals):
            for col, vals in df.items():
                try:
                    yield _series_round(vals, decimals[col])
                except KeyError:
                    yield vals
 
        def _series_round(ser: Series, decimals: int) -> Series:
            if is_integer_dtype(ser.dtype) or is_float_dtype(ser.dtype):
                return ser.round(decimals)
            return ser
 
        nv.validate_round(args, kwargs)
 
        if isinstance(decimals, (dict, Series)):
            if isinstance(decimals, Series) and not decimals.index.is_unique:
                raise ValueError("Index of decimals must be unique")
            if is_dict_like(decimals) and not all(
                is_integer(value) for _, value in decimals.items()
            ):
                raise TypeError("Values in decimals must be integers")
            new_cols = list(_dict_round(self, decimals))
        elif is_integer(decimals):
            # Dispatch to Block.round
            # Argument "decimals" to "round" of "BaseBlockManager" has incompatible
            # type "Union[int, integer[Any]]"; expected "int"
            new_mgr = self._mgr.round(
                decimals=decimals,  # type: ignore[arg-type]
                using_cow=using_copy_on_write(),
            )
            return self._constructor_from_mgr(new_mgr, axes=new_mgr.axes).__finalize__(
                self, method="round"
            )
        else:
            raise TypeError("decimals must be an integer, a dict-like or a Series")
 
        if new_cols is not None and len(new_cols) > 0:
            return self._constructor(
                concat(new_cols, axis=1), index=self.index, columns=self.columns
            ).__finalize__(self, method="round")
        else:
            return self.copy(deep=False)
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Statistical methods, etc.
 
    def corr(
        self,
        method: CorrelationMethod = "pearson",
        min_periods: int = 1,
        numeric_only: bool = False,
    ) -> DataFrame:
        """
        Compute pairwise correlation of columns, excluding NA/null values.
 
        Parameters
        ----------
        method : {'pearson', 'kendall', 'spearman'} or callable
            Method of correlation:
 
            * pearson : standard correlation coefficient
            * kendall : Kendall Tau correlation coefficient
            * spearman : Spearman rank correlation
            * callable: callable with input two 1d ndarrays
                and returning a float. Note that the returned matrix from corr
                will have 1 along the diagonals and will be symmetric
                regardless of the callable's behavior.
        min_periods : int, optional
            Minimum number of observations required per pair of columns
            to have a valid result. Currently only available for Pearson
            and Spearman correlation.
        numeric_only : bool, default False
            Include only `float`, `int` or `boolean` data.
 
            .. versionadded:: 1.5.0
 
            .. versionchanged:: 2.0.0
                The default value of ``numeric_only`` is now ``False``.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            Correlation matrix.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.corrwith : Compute pairwise correlation with another
            DataFrame or Series.
        Series.corr : Compute the correlation between two Series.
 
        Notes
        -----
        Pearson, Kendall and Spearman correlation are currently computed using pairwise complete observations.
 
        * `Pearson correlation coefficient <https://en.wikipedia.org/wiki/Pearson_correlation_coefficient>`_
        * `Kendall rank correlation coefficient <https://en.wikipedia.org/wiki/Kendall_rank_correlation_coefficient>`_
        * `Spearman's rank correlation coefficient <https://en.wikipedia.org/wiki/Spearman%27s_rank_correlation_coefficient>`_
 
        Examples
        --------
        >>> def histogram_intersection(a, b):
        ...     v = np.minimum(a, b).sum().round(decimals=1)
        ...     return v
        >>> df = pd.DataFrame([(.2, .3), (.0, .6), (.6, .0), (.2, .1)],
        ...                   columns=['dogs', 'cats'])
        >>> df.corr(method=histogram_intersection)
              dogs  cats
        dogs   1.0   0.3
        cats   0.3   1.0
 
        >>> df = pd.DataFrame([(1, 1), (2, np.nan), (np.nan, 3), (4, 4)],
        ...                   columns=['dogs', 'cats'])
        >>> df.corr(min_periods=3)
              dogs  cats
        dogs   1.0   NaN
        cats   NaN   1.0
        """  # noqa: E501
        data = self._get_numeric_data() if numeric_only else self
        cols = data.columns
        idx = cols.copy()
        mat = data.to_numpy(dtype=float, na_value=np.nan, copy=False)
 
        if method == "pearson":
            correl = libalgos.nancorr(mat, minp=min_periods)
        elif method == "spearman":
            correl = libalgos.nancorr_spearman(mat, minp=min_periods)
        elif method == "kendall" or callable(method):
            if min_periods is None:
                min_periods = 1
            mat = mat.T
            corrf = nanops.get_corr_func(method)
            K = len(cols)
            correl = np.empty((K, K), dtype=float)
            mask = np.isfinite(mat)
            for i, ac in enumerate(mat):
                for j, bc in enumerate(mat):
                    if i > j:
                        continue
 
                    valid = mask[i] & mask[j]
                    if valid.sum() < min_periods:
                        c = np.nan
                    elif i == j:
                        c = 1.0
                    elif not valid.all():
                        c = corrf(ac[valid], bc[valid])
                    else:
                        c = corrf(ac, bc)
                    correl[i, j] = c
                    correl[j, i] = c
        else:
            raise ValueError(
                "method must be either 'pearson', "
                "'spearman', 'kendall', or a callable, "
                f"'{method}' was supplied"
            )
 
        result = self._constructor(correl, index=idx, columns=cols, copy=False)
        return result.__finalize__(self, method="corr")
 
    def cov(
        self,
        min_periods: int | None = None,
        ddof: int | None = 1,
        numeric_only: bool = False,
    ) -> DataFrame:
        """
        Compute pairwise covariance of columns, excluding NA/null values.
 
        Compute the pairwise covariance among the series of a DataFrame.
        The returned data frame is the `covariance matrix
        <https://en.wikipedia.org/wiki/Covariance_matrix>`__ of the columns
        of the DataFrame.
 
        Both NA and null values are automatically excluded from the
        calculation. (See the note below about bias from missing values.)
        A threshold can be set for the minimum number of
        observations for each value created. Comparisons with observations
        below this threshold will be returned as ``NaN``.
 
        This method is generally used for the analysis of time series data to
        understand the relationship between different measures
        across time.
 
        Parameters
        ----------
        min_periods : int, optional
            Minimum number of observations required per pair of columns
            to have a valid result.
 
        ddof : int, default 1
            Delta degrees of freedom.  The divisor used in calculations
            is ``N - ddof``, where ``N`` represents the number of elements.
            This argument is applicable only when no ``nan`` is in the dataframe.
 
        numeric_only : bool, default False
            Include only `float`, `int` or `boolean` data.
 
            .. versionadded:: 1.5.0
 
            .. versionchanged:: 2.0.0
                The default value of ``numeric_only`` is now ``False``.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            The covariance matrix of the series of the DataFrame.
 
        See Also
        --------
        Series.cov : Compute covariance with another Series.
        core.window.ewm.ExponentialMovingWindow.cov : Exponential weighted sample
            covariance.
        core.window.expanding.Expanding.cov : Expanding sample covariance.
        core.window.rolling.Rolling.cov : Rolling sample covariance.
 
        Notes
        -----
        Returns the covariance matrix of the DataFrame's time series.
        The covariance is normalized by N-ddof.
 
        For DataFrames that have Series that are missing data (assuming that
        data is `missing at random
        <https://en.wikipedia.org/wiki/Missing_data#Missing_at_random>`__)
        the returned covariance matrix will be an unbiased estimate
        of the variance and covariance between the member Series.
 
        However, for many applications this estimate may not be acceptable
        because the estimate covariance matrix is not guaranteed to be positive
        semi-definite. This could lead to estimate correlations having
        absolute values which are greater than one, and/or a non-invertible
        covariance matrix. See `Estimation of covariance matrices
        <https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Estimation_of_covariance_
        matrices>`__ for more details.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame([(1, 2), (0, 3), (2, 0), (1, 1)],
        ...                   columns=['dogs', 'cats'])
        >>> df.cov()
                  dogs      cats
        dogs  0.666667 -1.000000
        cats -1.000000  1.666667
 
        >>> np.random.seed(42)
        >>> df = pd.DataFrame(np.random.randn(1000, 5),
        ...                   columns=['a', 'b', 'c', 'd', 'e'])
        >>> df.cov()
                  a         b         c         d         e
        a  0.998438 -0.020161  0.059277 -0.008943  0.014144
        b -0.020161  1.059352 -0.008543 -0.024738  0.009826
        c  0.059277 -0.008543  1.010670 -0.001486 -0.000271
        d -0.008943 -0.024738 -0.001486  0.921297 -0.013692
        e  0.014144  0.009826 -0.000271 -0.013692  0.977795
 
        **Minimum number of periods**
 
        This method also supports an optional ``min_periods`` keyword
        that specifies the required minimum number of non-NA observations for
        each column pair in order to have a valid result:
 
        >>> np.random.seed(42)
        >>> df = pd.DataFrame(np.random.randn(20, 3),
        ...                   columns=['a', 'b', 'c'])
        >>> df.loc[df.index[:5], 'a'] = np.nan
        >>> df.loc[df.index[5:10], 'b'] = np.nan
        >>> df.cov(min_periods=12)
                  a         b         c
        a  0.316741       NaN -0.150812
        b       NaN  1.248003  0.191417
        c -0.150812  0.191417  0.895202
        """
        data = self._get_numeric_data() if numeric_only else self
        cols = data.columns
        idx = cols.copy()
        mat = data.to_numpy(dtype=float, na_value=np.nan, copy=False)
 
        if notna(mat).all():
            if min_periods is not None and min_periods > len(mat):
                base_cov = np.empty((mat.shape[1], mat.shape[1]))
                base_cov.fill(np.nan)
            else:
                base_cov = np.cov(mat.T, ddof=ddof)
            base_cov = base_cov.reshape((len(cols), len(cols)))
        else:
            base_cov = libalgos.nancorr(mat, cov=True, minp=min_periods)
 
        result = self._constructor(base_cov, index=idx, columns=cols, copy=False)
        return result.__finalize__(self, method="cov")
 
    def corrwith(
        self,
        other: DataFrame | Series,
        axis: Axis = 0,
        drop: bool = False,
        method: CorrelationMethod = "pearson",
        numeric_only: bool = False,
    ) -> Series:
        """
        Compute pairwise correlation.
 
        Pairwise correlation is computed between rows or columns of
        DataFrame with rows or columns of Series or DataFrame. DataFrames
        are first aligned along both axes before computing the
        correlations.
 
        Parameters
        ----------
        other : DataFrame, Series
            Object with which to compute correlations.
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            The axis to use. 0 or 'index' to compute row-wise, 1 or 'columns' for
            column-wise.
        drop : bool, default False
            Drop missing indices from result.
        method : {'pearson', 'kendall', 'spearman'} or callable
            Method of correlation:
 
            * pearson : standard correlation coefficient
            * kendall : Kendall Tau correlation coefficient
            * spearman : Spearman rank correlation
            * callable: callable with input two 1d ndarrays
                and returning a float.
 
        numeric_only : bool, default False
            Include only `float`, `int` or `boolean` data.
 
            .. versionadded:: 1.5.0
 
            .. versionchanged:: 2.0.0
                The default value of ``numeric_only`` is now ``False``.
 
        Returns
        -------
        Series
            Pairwise correlations.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.corr : Compute pairwise correlation of columns.
 
        Examples
        --------
        >>> index = ["a", "b", "c", "d", "e"]
        >>> columns = ["one", "two", "three", "four"]
        >>> df1 = pd.DataFrame(np.arange(20).reshape(5, 4), index=index, columns=columns)
        >>> df2 = pd.DataFrame(np.arange(16).reshape(4, 4), index=index[:4], columns=columns)
        >>> df1.corrwith(df2)
        one      1.0
        two      1.0
        three    1.0
        four     1.0
        dtype: float64
 
        >>> df2.corrwith(df1, axis=1)
        a    1.0
        b    1.0
        c    1.0
        d    1.0
        e    NaN
        dtype: float64
        """  # noqa: E501
        axis = self._get_axis_number(axis)
        this = self._get_numeric_data() if numeric_only else self
 
        if isinstance(other, Series):
            return this.apply(lambda x: other.corr(x, method=method), axis=axis)
 
        if numeric_only:
            other = other._get_numeric_data()
        left, right = this.align(other, join="inner", copy=False)
 
        if axis == 1:
            left = left.T
            right = right.T
 
        if method == "pearson":
            # mask missing values
            left = left + right * 0
            right = right + left * 0
 
            # demeaned data
            ldem = left - left.mean(numeric_only=numeric_only)
            rdem = right - right.mean(numeric_only=numeric_only)
 
            num = (ldem * rdem).sum()
            dom = (
                (left.count() - 1)
                * left.std(numeric_only=numeric_only)
                * right.std(numeric_only=numeric_only)
            )
 
            correl = num / dom
 
        elif method in ["kendall", "spearman"] or callable(method):
 
            def c(x):
                return nanops.nancorr(x[0], x[1], method=method)
 
            correl = self._constructor_sliced(
                map(c, zip(left.values.T, right.values.T)),
                index=left.columns,
                copy=False,
            )
 
        else:
            raise ValueError(
                f"Invalid method {method} was passed, "
                "valid methods are: 'pearson', 'kendall', "
                "'spearman', or callable"
            )
 
        if not drop:
            # Find non-matching labels along the given axis
            # and append missing correlations (GH 22375)
            raxis: AxisInt = 1 if axis == 0 else 0
            result_index = this._get_axis(raxis).union(other._get_axis(raxis))
            idx_diff = result_index.difference(correl.index)
 
            if len(idx_diff) > 0:
                correl = correl._append(
                    Series([np.nan] * len(idx_diff), index=idx_diff)
                )
 
        return correl
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # ndarray-like stats methods
 
    def count(self, axis: Axis = 0, numeric_only: bool = False):
        """
        Count non-NA cells for each column or row.
 
        The values `None`, `NaN`, `NaT`, ``pandas.NA`` are considered NA.
 
        Parameters
        ----------
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            If 0 or 'index' counts are generated for each column.
            If 1 or 'columns' counts are generated for each row.
        numeric_only : bool, default False
            Include only `float`, `int` or `boolean` data.
 
        Returns
        -------
        Series
            For each column/row the number of non-NA/null entries.
 
        See Also
        --------
        Series.count: Number of non-NA elements in a Series.
        DataFrame.value_counts: Count unique combinations of columns.
        DataFrame.shape: Number of DataFrame rows and columns (including NA
            elements).
        DataFrame.isna: Boolean same-sized DataFrame showing places of NA
            elements.
 
        Examples
        --------
        Constructing DataFrame from a dictionary:
 
        >>> df = pd.DataFrame({"Person":
        ...                    ["John", "Myla", "Lewis", "John", "Myla"],
        ...                    "Age": [24., np.nan, 21., 33, 26],
        ...                    "Single": [False, True, True, True, False]})
        >>> df
           Person   Age  Single
        0    John  24.0   False
        1    Myla   NaN    True
        2   Lewis  21.0    True
        3    John  33.0    True
        4    Myla  26.0   False
 
        Notice the uncounted NA values:
 
        >>> df.count()
        Person    5
        Age       4
        Single    5
        dtype: int64
 
        Counts for each **row**:
 
        >>> df.count(axis='columns')
        0    3
        1    2
        2    3
        3    3
        4    3
        dtype: int64
        """
        axis = self._get_axis_number(axis)
 
        if numeric_only:
            frame = self._get_numeric_data()
        else:
            frame = self
 
        # GH #423
        if len(frame._get_axis(axis)) == 0:
            result = self._constructor_sliced(0, index=frame._get_agg_axis(axis))
        else:
            result = notna(frame).sum(axis=axis)
 
        return result.astype("int64", copy=False).__finalize__(self, method="count")
 
    def _reduce(
        self,
        op,
        name: str,
        *,
        axis: Axis = 0,
        skipna: bool = True,
        numeric_only: bool = False,
        filter_type=None,
        **kwds,
    ):
        assert filter_type is None or filter_type == "bool", filter_type
        out_dtype = "bool" if filter_type == "bool" else None
 
        if axis is not None:
            axis = self._get_axis_number(axis)
 
        def func(values: np.ndarray):
            # We only use this in the case that operates on self.values
            return op(values, axis=axis, skipna=skipna, **kwds)
 
        dtype_has_keepdims: dict[ExtensionDtype, bool] = {}
 
        def blk_func(values, axis: Axis = 1):
            if isinstance(values, ExtensionArray):
                if not is_1d_only_ea_dtype(values.dtype) and not isinstance(
                    self._mgr, ArrayManager
                ):
                    return values._reduce(name, axis=1, skipna=skipna, **kwds)
                has_keepdims = dtype_has_keepdims.get(values.dtype)
                if has_keepdims is None:
                    sign = signature(values._reduce)
                    has_keepdims = "keepdims" in sign.parameters
                    dtype_has_keepdims[values.dtype] = has_keepdims
                if has_keepdims:
                    return values._reduce(name, skipna=skipna, keepdims=True, **kwds)
                else:
                    warnings.warn(
                        f"{type(values)}._reduce will require a `keepdims` parameter "
                        "in the future",
                        FutureWarning,
                        stacklevel=find_stack_level(),
                    )
                    result = values._reduce(name, skipna=skipna, **kwds)
                    return np.array([result])
            else:
                return op(values, axis=axis, skipna=skipna, **kwds)
 
        def _get_data() -> DataFrame:
            if filter_type is None:
                data = self._get_numeric_data()
            else:
                # GH#25101, GH#24434
                assert filter_type == "bool"
                data = self._get_bool_data()
            return data
 
        # Case with EAs see GH#35881
        df = self
        if numeric_only:
            df = _get_data()
        if axis is None:
            dtype = find_common_type([arr.dtype for arr in df._mgr.arrays])
            if isinstance(dtype, ExtensionDtype):
                df = df.astype(dtype, copy=False)
                arr = concat_compat(list(df._iter_column_arrays()))
                return arr._reduce(name, skipna=skipna, keepdims=False, **kwds)
            return func(df.values)
        elif axis == 1:
            if len(df.index) == 0:
                # Taking a transpose would result in no columns, losing the dtype.
                # In the empty case, reducing along axis 0 or 1 gives the same
                # result dtype, so reduce with axis=0 and ignore values
                result = df._reduce(
                    op,
                    name,
                    axis=0,
                    skipna=skipna,
                    numeric_only=False,
                    filter_type=filter_type,
                    **kwds,
                ).iloc[:0]
                result.index = df.index
                return result
 
            # kurtosis excluded since groupby does not implement it
            if df.shape[1] and name != "kurt":
                dtype = find_common_type([arr.dtype for arr in df._mgr.arrays])
                if isinstance(dtype, ExtensionDtype):
                    # GH 54341: fastpath for EA-backed axis=1 reductions
                    # This flattens the frame into a single 1D array while keeping
                    # track of the row and column indices of the original frame. Once
                    # flattened, grouping by the row indices and aggregating should
                    # be equivalent to transposing the original frame and aggregating
                    # with axis=0.
                    name = {"argmax": "idxmax", "argmin": "idxmin"}.get(name, name)
                    df = df.astype(dtype, copy=False)
                    arr = concat_compat(list(df._iter_column_arrays()))
                    nrows, ncols = df.shape
                    row_index = np.tile(np.arange(nrows), ncols)
                    col_index = np.repeat(np.arange(ncols), nrows)
                    ser = Series(arr, index=col_index, copy=False)
                    # GroupBy will raise a warning with SeriesGroupBy as the object,
                    # likely confusing users
                    with rewrite_warning(
                        target_message=(
                            f"The behavior of SeriesGroupBy.{name} with all-NA values"
                        ),
                        target_category=FutureWarning,
                        new_message=(
                            f"The behavior of {type(self).__name__}.{name} with all-NA "
                            "values, or any-NA and skipna=False, is deprecated. In "
                            "a future version this will raise ValueError"
                        ),
                    ):
                        result = ser.groupby(row_index).agg(name, **kwds)
                    result.index = df.index
                    if not skipna and name not in ("any", "all"):
                        mask = df.isna().to_numpy(dtype=np.bool_).any(axis=1)
                        other = -1 if name in ("idxmax", "idxmin") else lib.no_default
                        result = result.mask(mask, other)
                    return result
 
            df = df.T
 
        # After possibly _get_data and transposing, we are now in the
        #  simple case where we can use BlockManager.reduce
        res = df._mgr.reduce(blk_func)
        out = df._constructor_from_mgr(res, axes=res.axes).iloc[0]
        if out_dtype is not None and out.dtype != "boolean":
            out = out.astype(out_dtype)
        elif (df._mgr.get_dtypes() == object).any() and name not in ["any", "all"]:
            out = out.astype(object)
        elif len(self) == 0 and out.dtype == object and name in ("sum", "prod"):
            # Even if we are object dtype, follow numpy and return
            #  float64, see test_apply_funcs_over_empty
            out = out.astype(np.float64)
 
        return out
 
    def _reduce_axis1(self, name: str, func, skipna: bool) -> Series:
        """
        Special case for _reduce to try to avoid a potentially-expensive transpose.
 
        Apply the reduction block-wise along axis=1 and then reduce the resulting
        1D arrays.
        """
        if name == "all":
            result = np.ones(len(self), dtype=bool)
            ufunc = np.logical_and
        elif name == "any":
            result = np.zeros(len(self), dtype=bool)
            # error: Incompatible types in assignment
            # (expression has type "_UFunc_Nin2_Nout1[Literal['logical_or'],
            # Literal[20], Literal[False]]", variable has type
            # "_UFunc_Nin2_Nout1[Literal['logical_and'], Literal[20],
            # Literal[True]]")
            ufunc = np.logical_or  # type: ignore[assignment]
        else:
            raise NotImplementedError(name)
 
        for arr in self._mgr.arrays:
            middle = func(arr, axis=0, skipna=skipna)
            result = ufunc(result, middle)
 
        res_ser = self._constructor_sliced(result, index=self.index, copy=False)
        return res_ser
 
    @doc(make_doc("any", ndim=2))
    # error: Signature of "any" incompatible with supertype "NDFrame"
    def any(  # type: ignore[override]
        self,
        *,
        axis: Axis | None = 0,
        bool_only: bool = False,
        skipna: bool = True,
        **kwargs,
    ) -> Series | bool:
        result = self._logical_func(
            "any", nanops.nanany, axis, bool_only, skipna, **kwargs
        )
        if isinstance(result, Series):
            result = result.__finalize__(self, method="any")
        return result
 
    @doc(make_doc("all", ndim=2))
    def all(
        self,
        axis: Axis | None = 0,
        bool_only: bool = False,
        skipna: bool = True,
        **kwargs,
    ) -> Series | bool:
        result = self._logical_func(
            "all", nanops.nanall, axis, bool_only, skipna, **kwargs
        )
        if isinstance(result, Series):
            result = result.__finalize__(self, method="all")
        return result
 
    @doc(make_doc("min", ndim=2))
    def min(
        self,
        axis: Axis | None = 0,
        skipna: bool = True,
        numeric_only: bool = False,
        **kwargs,
    ):
        result = super().min(axis, skipna, numeric_only, **kwargs)
        if isinstance(result, Series):
            result = result.__finalize__(self, method="min")
        return result
 
    @doc(make_doc("max", ndim=2))
    def max(
        self,
        axis: Axis | None = 0,
        skipna: bool = True,
        numeric_only: bool = False,
        **kwargs,
    ):
        result = super().max(axis, skipna, numeric_only, **kwargs)
        if isinstance(result, Series):
            result = result.__finalize__(self, method="max")
        return result
 
    @doc(make_doc("sum", ndim=2))
    def sum(
        self,
        axis: Axis | None = 0,
        skipna: bool = True,
        numeric_only: bool = False,
        min_count: int = 0,
        **kwargs,
    ):
        result = super().sum(axis, skipna, numeric_only, min_count, **kwargs)
        return result.__finalize__(self, method="sum")
 
    @doc(make_doc("prod", ndim=2))
    def prod(
        self,
        axis: Axis | None = 0,
        skipna: bool = True,
        numeric_only: bool = False,
        min_count: int = 0,
        **kwargs,
    ):
        result = super().prod(axis, skipna, numeric_only, min_count, **kwargs)
        return result.__finalize__(self, method="prod")
 
    @doc(make_doc("mean", ndim=2))
    def mean(
        self,
        axis: Axis | None = 0,
        skipna: bool = True,
        numeric_only: bool = False,
        **kwargs,
    ):
        result = super().mean(axis, skipna, numeric_only, **kwargs)
        if isinstance(result, Series):
            result = result.__finalize__(self, method="mean")
        return result
 
    @doc(make_doc("median", ndim=2))
    def median(
        self,
        axis: Axis | None = 0,
        skipna: bool = True,
        numeric_only: bool = False,
        **kwargs,
    ):
        result = super().median(axis, skipna, numeric_only, **kwargs)
        if isinstance(result, Series):
            result = result.__finalize__(self, method="median")
        return result
 
    @doc(make_doc("sem", ndim=2))
    def sem(
        self,
        axis: Axis | None = 0,
        skipna: bool = True,
        ddof: int = 1,
        numeric_only: bool = False,
        **kwargs,
    ):
        result = super().sem(axis, skipna, ddof, numeric_only, **kwargs)
        if isinstance(result, Series):
            result = result.__finalize__(self, method="sem")
        return result
 
    @doc(make_doc("var", ndim=2))
    def var(
        self,
        axis: Axis | None = 0,
        skipna: bool = True,
        ddof: int = 1,
        numeric_only: bool = False,
        **kwargs,
    ):
        result = super().var(axis, skipna, ddof, numeric_only, **kwargs)
        if isinstance(result, Series):
            result = result.__finalize__(self, method="var")
        return result
 
    @doc(make_doc("std", ndim=2))
    def std(
        self,
        axis: Axis | None = 0,
        skipna: bool = True,
        ddof: int = 1,
        numeric_only: bool = False,
        **kwargs,
    ):
        result = super().std(axis, skipna, ddof, numeric_only, **kwargs)
        if isinstance(result, Series):
            result = result.__finalize__(self, method="std")
        return result
 
    @doc(make_doc("skew", ndim=2))
    def skew(
        self,
        axis: Axis | None = 0,
        skipna: bool = True,
        numeric_only: bool = False,
        **kwargs,
    ):
        result = super().skew(axis, skipna, numeric_only, **kwargs)
        if isinstance(result, Series):
            result = result.__finalize__(self, method="skew")
        return result
 
    @doc(make_doc("kurt", ndim=2))
    def kurt(
        self,
        axis: Axis | None = 0,
        skipna: bool = True,
        numeric_only: bool = False,
        **kwargs,
    ):
        result = super().kurt(axis, skipna, numeric_only, **kwargs)
        if isinstance(result, Series):
            result = result.__finalize__(self, method="kurt")
        return result
 
    kurtosis = kurt
    product = prod
 
    @doc(make_doc("cummin", ndim=2))
    def cummin(self, axis: Axis | None = None, skipna: bool = True, *args, **kwargs):
        return NDFrame.cummin(self, axis, skipna, *args, **kwargs)
 
    @doc(make_doc("cummax", ndim=2))
    def cummax(self, axis: Axis | None = None, skipna: bool = True, *args, **kwargs):
        return NDFrame.cummax(self, axis, skipna, *args, **kwargs)
 
    @doc(make_doc("cumsum", ndim=2))
    def cumsum(self, axis: Axis | None = None, skipna: bool = True, *args, **kwargs):
        return NDFrame.cumsum(self, axis, skipna, *args, **kwargs)
 
    @doc(make_doc("cumprod", 2))
    def cumprod(self, axis: Axis | None = None, skipna: bool = True, *args, **kwargs):
        return NDFrame.cumprod(self, axis, skipna, *args, **kwargs)
 
    def nunique(self, axis: Axis = 0, dropna: bool = True) -> Series:
        """
        Count number of distinct elements in specified axis.
 
        Return Series with number of distinct elements. Can ignore NaN
        values.
 
        Parameters
        ----------
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            The axis to use. 0 or 'index' for row-wise, 1 or 'columns' for
            column-wise.
        dropna : bool, default True
            Don't include NaN in the counts.
 
        Returns
        -------
        Series
 
        See Also
        --------
        Series.nunique: Method nunique for Series.
        DataFrame.count: Count non-NA cells for each column or row.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'A': [4, 5, 6], 'B': [4, 1, 1]})
        >>> df.nunique()
        A    3
        B    2
        dtype: int64
 
        >>> df.nunique(axis=1)
        0    1
        1    2
        2    2
        dtype: int64
        """
        return self.apply(Series.nunique, axis=axis, dropna=dropna)
 
    @doc(_shared_docs["idxmin"], numeric_only_default="False")
    def idxmin(
        self, axis: Axis = 0, skipna: bool = True, numeric_only: bool = False
    ) -> Series:
        axis = self._get_axis_number(axis)
 
        if self.empty and len(self.axes[axis]):
            axis_dtype = self.axes[axis].dtype
            return self._constructor_sliced(dtype=axis_dtype)
 
        if numeric_only:
            data = self._get_numeric_data()
        else:
            data = self
 
        res = data._reduce(
            nanops.nanargmin, "argmin", axis=axis, skipna=skipna, numeric_only=False
        )
        indices = res._values
        # indices will always be np.ndarray since axis is not N
 
        if (indices == -1).any():
            warnings.warn(
                f"The behavior of {type(self).__name__}.idxmin with all-NA "
                "values, or any-NA and skipna=False, is deprecated. In a future "
                "version this will raise ValueError",
                FutureWarning,
                stacklevel=find_stack_level(),
            )
 
        index = data._get_axis(axis)
        result = algorithms.take(
            index._values, indices, allow_fill=True, fill_value=index._na_value
        )
        final_result = data._constructor_sliced(result, index=data._get_agg_axis(axis))
        return final_result.__finalize__(self, method="idxmin")
 
    @doc(_shared_docs["idxmax"], numeric_only_default="False")
    def idxmax(
        self, axis: Axis = 0, skipna: bool = True, numeric_only: bool = False
    ) -> Series:
        axis = self._get_axis_number(axis)
 
        if self.empty and len(self.axes[axis]):
            axis_dtype = self.axes[axis].dtype
            return self._constructor_sliced(dtype=axis_dtype)
 
        if numeric_only:
            data = self._get_numeric_data()
        else:
            data = self
 
        res = data._reduce(
            nanops.nanargmax, "argmax", axis=axis, skipna=skipna, numeric_only=False
        )
        indices = res._values
        # indices will always be 1d array since axis is not None
 
        if (indices == -1).any():
            warnings.warn(
                f"The behavior of {type(self).__name__}.idxmax with all-NA "
                "values, or any-NA and skipna=False, is deprecated. In a future "
                "version this will raise ValueError",
                FutureWarning,
                stacklevel=find_stack_level(),
            )
 
        index = data._get_axis(axis)
        result = algorithms.take(
            index._values, indices, allow_fill=True, fill_value=index._na_value
        )
        final_result = data._constructor_sliced(result, index=data._get_agg_axis(axis))
        return final_result.__finalize__(self, method="idxmax")
 
    def _get_agg_axis(self, axis_num: int) -> Index:
        """
        Let's be explicit about this.
        """
        if axis_num == 0:
            return self.columns
        elif axis_num == 1:
            return self.index
        else:
            raise ValueError(f"Axis must be 0 or 1 (got {repr(axis_num)})")
 
    def mode(
        self, axis: Axis = 0, numeric_only: bool = False, dropna: bool = True
    ) -> DataFrame:
        """
        Get the mode(s) of each element along the selected axis.
 
        The mode of a set of values is the value that appears most often.
        It can be multiple values.
 
        Parameters
        ----------
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            The axis to iterate over while searching for the mode:
 
            * 0 or 'index' : get mode of each column
            * 1 or 'columns' : get mode of each row.
 
        numeric_only : bool, default False
            If True, only apply to numeric columns.
        dropna : bool, default True
            Don't consider counts of NaN/NaT.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            The modes of each column or row.
 
        See Also
        --------
        Series.mode : Return the highest frequency value in a Series.
        Series.value_counts : Return the counts of values in a Series.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame([('bird', 2, 2),
        ...                    ('mammal', 4, np.nan),
        ...                    ('arthropod', 8, 0),
        ...                    ('bird', 2, np.nan)],
        ...                   index=('falcon', 'horse', 'spider', 'ostrich'),
        ...                   columns=('species', 'legs', 'wings'))
        >>> df
                   species  legs  wings
        falcon        bird     2    2.0
        horse       mammal     4    NaN
        spider   arthropod     8    0.0
        ostrich       bird     2    NaN
 
        By default, missing values are not considered, and the mode of wings
        are both 0 and 2. Because the resulting DataFrame has two rows,
        the second row of ``species`` and ``legs`` contains ``NaN``.
 
        >>> df.mode()
          species  legs  wings
        0    bird   2.0    0.0
        1     NaN   NaN    2.0
 
        Setting ``dropna=False`` ``NaN`` values are considered and they can be
        the mode (like for wings).
 
        >>> df.mode(dropna=False)
          species  legs  wings
        0    bird     2    NaN
 
        Setting ``numeric_only=True``, only the mode of numeric columns is
        computed, and columns of other types are ignored.
 
        >>> df.mode(numeric_only=True)
           legs  wings
        0   2.0    0.0
        1   NaN    2.0
 
        To compute the mode over columns and not rows, use the axis parameter:
 
        >>> df.mode(axis='columns', numeric_only=True)
                   0    1
        falcon   2.0  NaN
        horse    4.0  NaN
        spider   0.0  8.0
        ostrich  2.0  NaN
        """
        data = self if not numeric_only else self._get_numeric_data()
 
        def f(s):
            return s.mode(dropna=dropna)
 
        data = data.apply(f, axis=axis)
        # Ensure index is type stable (should always use int index)
        if data.empty:
            data.index = default_index(0)
 
        return data
 
    @overload
    def quantile(
        self,
        q: float = ...,
        axis: Axis = ...,
        numeric_only: bool = ...,
        interpolation: QuantileInterpolation = ...,
        method: Literal["single", "table"] = ...,
    ) -> Series:
        ...
 
    @overload
    def quantile(
        self,
        q: AnyArrayLike | Sequence[float],
        axis: Axis = ...,
        numeric_only: bool = ...,
        interpolation: QuantileInterpolation = ...,
        method: Literal["single", "table"] = ...,
    ) -> Series | DataFrame:
        ...
 
    @overload
    def quantile(
        self,
        q: float | AnyArrayLike | Sequence[float] = ...,
        axis: Axis = ...,
        numeric_only: bool = ...,
        interpolation: QuantileInterpolation = ...,
        method: Literal["single", "table"] = ...,
    ) -> Series | DataFrame:
        ...
 
    def quantile(
        self,
        q: float | AnyArrayLike | Sequence[float] = 0.5,
        axis: Axis = 0,
        numeric_only: bool = False,
        interpolation: QuantileInterpolation = "linear",
        method: Literal["single", "table"] = "single",
    ) -> Series | DataFrame:
        """
        Return values at the given quantile over requested axis.
 
        Parameters
        ----------
        q : float or array-like, default 0.5 (50% quantile)
            Value between 0 <= q <= 1, the quantile(s) to compute.
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            Equals 0 or 'index' for row-wise, 1 or 'columns' for column-wise.
        numeric_only : bool, default False
            Include only `float`, `int` or `boolean` data.
 
            .. versionchanged:: 2.0.0
                The default value of ``numeric_only`` is now ``False``.
 
        interpolation : {'linear', 'lower', 'higher', 'midpoint', 'nearest'}
            This optional parameter specifies the interpolation method to use,
            when the desired quantile lies between two data points `i` and `j`:
 
            * linear: `i + (j - i) * fraction`, where `fraction` is the
              fractional part of the index surrounded by `i` and `j`.
            * lower: `i`.
            * higher: `j`.
            * nearest: `i` or `j` whichever is nearest.
            * midpoint: (`i` + `j`) / 2.
        method : {'single', 'table'}, default 'single'
            Whether to compute quantiles per-column ('single') or over all columns
            ('table'). When 'table', the only allowed interpolation methods are
            'nearest', 'lower', and 'higher'.
 
        Returns
        -------
        Series or DataFrame
 
            If ``q`` is an array, a DataFrame will be returned where the
              index is ``q``, the columns are the columns of self, and the
              values are the quantiles.
            If ``q`` is a float, a Series will be returned where the
              index is the columns of self and the values are the quantiles.
 
        See Also
        --------
        core.window.rolling.Rolling.quantile: Rolling quantile.
        numpy.percentile: Numpy function to compute the percentile.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame(np.array([[1, 1], [2, 10], [3, 100], [4, 100]]),
        ...                   columns=['a', 'b'])
        >>> df.quantile(.1)
        a    1.3
        b    3.7
        Name: 0.1, dtype: float64
        >>> df.quantile([.1, .5])
               a     b
        0.1  1.3   3.7
        0.5  2.5  55.0
 
        Specifying `method='table'` will compute the quantile over all columns.
 
        >>> df.quantile(.1, method="table", interpolation="nearest")
        a    1
        b    1
        Name: 0.1, dtype: int64
        >>> df.quantile([.1, .5], method="table", interpolation="nearest")
             a    b
        0.1  1    1
        0.5  3  100
 
        Specifying `numeric_only=False` will also compute the quantile of
        datetime and timedelta data.
 
        >>> df = pd.DataFrame({'A': [1, 2],
        ...                    'B': [pd.Timestamp('2010'),
        ...                          pd.Timestamp('2011')],
        ...                    'C': [pd.Timedelta('1 days'),
        ...                          pd.Timedelta('2 days')]})
        >>> df.quantile(0.5, numeric_only=False)
        A                    1.5
        B    2010-07-02 12:00:00
        C        1 days 12:00:00
        Name: 0.5, dtype: object
        """
        validate_percentile(q)
        axis = self._get_axis_number(axis)
 
        if not is_list_like(q):
            # BlockManager.quantile expects listlike, so we wrap and unwrap here
            # error: List item 0 has incompatible type "float | ExtensionArray |
            # ndarray[Any, Any] | Index | Series | Sequence[float]"; expected "float"
            res_df = self.quantile(
                [q],  # type: ignore[list-item]
                axis=axis,
                numeric_only=numeric_only,
                interpolation=interpolation,
                method=method,
            )
            if method == "single":
                res = res_df.iloc[0]
            else:
                # cannot directly iloc over sparse arrays
                res = res_df.T.iloc[:, 0]
            if axis == 1 and len(self) == 0:
                # GH#41544 try to get an appropriate dtype
                dtype = find_common_type(list(self.dtypes))
                if needs_i8_conversion(dtype):
                    return res.astype(dtype)
            return res
 
        q = Index(q, dtype=np.float64)
        data = self._get_numeric_data() if numeric_only else self
 
        if axis == 1:
            data = data.T
 
        if len(data.columns) == 0:
            # GH#23925 _get_numeric_data may have dropped all columns
            cols = Index([], name=self.columns.name)
 
            dtype = np.float64
            if axis == 1:
                # GH#41544 try to get an appropriate dtype
                cdtype = find_common_type(list(self.dtypes))
                if needs_i8_conversion(cdtype):
                    dtype = cdtype
 
            res = self._constructor([], index=q, columns=cols, dtype=dtype)
            return res.__finalize__(self, method="quantile")
 
        valid_method = {"single", "table"}
        if method not in valid_method:
            raise ValueError(
                f"Invalid method: {method}. Method must be in {valid_method}."
            )
        if method == "single":
            res = data._mgr.quantile(qs=q, interpolation=interpolation)
        elif method == "table":
            valid_interpolation = {"nearest", "lower", "higher"}
            if interpolation not in valid_interpolation:
                raise ValueError(
                    f"Invalid interpolation: {interpolation}. "
                    f"Interpolation must be in {valid_interpolation}"
                )
            # handle degenerate case
            if len(data) == 0:
                if data.ndim == 2:
                    dtype = find_common_type(list(self.dtypes))
                else:
                    dtype = self.dtype
                return self._constructor([], index=q, columns=data.columns, dtype=dtype)
 
            q_idx = np.quantile(np.arange(len(data)), q, method=interpolation)
 
            by = data.columns
            if len(by) > 1:
                keys = [data._get_label_or_level_values(x) for x in by]
                indexer = lexsort_indexer(keys)
            else:
                k = data._get_label_or_level_values(by[0])
                indexer = nargsort(k)
 
            res = data._mgr.take(indexer[q_idx], verify=False)
            res.axes[1] = q
 
        result = self._constructor_from_mgr(res, axes=res.axes)
        return result.__finalize__(self, method="quantile")
 
    def to_timestamp(
        self,
        freq: Frequency | None = None,
        how: ToTimestampHow = "start",
        axis: Axis = 0,
        copy: bool | None = None,
    ) -> DataFrame:
        """
        Cast to DatetimeIndex of timestamps, at *beginning* of period.
 
        Parameters
        ----------
        freq : str, default frequency of PeriodIndex
            Desired frequency.
        how : {'s', 'e', 'start', 'end'}
            Convention for converting period to timestamp; start of period
            vs. end.
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            The axis to convert (the index by default).
        copy : bool, default True
            If False then underlying input data is not copied.
 
            .. note::
                The `copy` keyword will change behavior in pandas 3.0.
                `Copy-on-Write
                <https://pandas.pydata.org/docs/dev/user_guide/copy_on_write.html>`__
                will be enabled by default, which means that all methods with a
                `copy` keyword will use a lazy copy mechanism to defer the copy and
                ignore the `copy` keyword. The `copy` keyword will be removed in a
                future version of pandas.
 
                You can already get the future behavior and improvements through
                enabling copy on write ``pd.options.mode.copy_on_write = True``
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            The DataFrame has a DatetimeIndex.
 
        Examples
        --------
        >>> idx = pd.PeriodIndex(['2023', '2024'], freq='Y')
        >>> d = {'col1': [1, 2], 'col2': [3, 4]}
        >>> df1 = pd.DataFrame(data=d, index=idx)
        >>> df1
              col1   col2
        2023     1      3
        2024     2      4
 
        The resulting timestamps will be at the beginning of the year in this case
 
        >>> df1 = df1.to_timestamp()
        >>> df1
                    col1   col2
        2023-01-01     1      3
        2024-01-01     2      4
        >>> df1.index
        DatetimeIndex(['2023-01-01', '2024-01-01'], dtype='datetime64[ns]', freq=None)
 
        Using `freq` which is the offset that the Timestamps will have
 
        >>> df2 = pd.DataFrame(data=d, index=idx)
        >>> df2 = df2.to_timestamp(freq='M')
        >>> df2
                    col1   col2
        2023-01-31     1      3
        2024-01-31     2      4
        >>> df2.index
        DatetimeIndex(['2023-01-31', '2024-01-31'], dtype='datetime64[ns]', freq=None)
        """
        new_obj = self.copy(deep=copy and not using_copy_on_write())
 
        axis_name = self._get_axis_name(axis)
        old_ax = getattr(self, axis_name)
        if not isinstance(old_ax, PeriodIndex):
            raise TypeError(f"unsupported Type {type(old_ax).__name__}")
 
        new_ax = old_ax.to_timestamp(freq=freq, how=how)
 
        setattr(new_obj, axis_name, new_ax)
        return new_obj
 
    def to_period(
        self, freq: Frequency | None = None, axis: Axis = 0, copy: bool | None = None
    ) -> DataFrame:
        """
        Convert DataFrame from DatetimeIndex to PeriodIndex.
 
        Convert DataFrame from DatetimeIndex to PeriodIndex with desired
        frequency (inferred from index if not passed).
 
        Parameters
        ----------
        freq : str, default
            Frequency of the PeriodIndex.
        axis : {0 or 'index', 1 or 'columns'}, default 0
            The axis to convert (the index by default).
        copy : bool, default True
            If False then underlying input data is not copied.
 
            .. note::
                The `copy` keyword will change behavior in pandas 3.0.
                `Copy-on-Write
                <https://pandas.pydata.org/docs/dev/user_guide/copy_on_write.html>`__
                will be enabled by default, which means that all methods with a
                `copy` keyword will use a lazy copy mechanism to defer the copy and
                ignore the `copy` keyword. The `copy` keyword will be removed in a
                future version of pandas.
 
                You can already get the future behavior and improvements through
                enabling copy on write ``pd.options.mode.copy_on_write = True``
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            The DataFrame has a PeriodIndex.
 
        Examples
        --------
        >>> idx = pd.to_datetime(
        ...     [
        ...         "2001-03-31 00:00:00",
        ...         "2002-05-31 00:00:00",
        ...         "2003-08-31 00:00:00",
        ...     ]
        ... )
 
        >>> idx
        DatetimeIndex(['2001-03-31', '2002-05-31', '2003-08-31'],
        dtype='datetime64[ns]', freq=None)
 
        >>> idx.to_period("M")
        PeriodIndex(['2001-03', '2002-05', '2003-08'], dtype='period[M]')
 
        For the yearly frequency
 
        >>> idx.to_period("Y")
        PeriodIndex(['2001', '2002', '2003'], dtype='period[Y-DEC]')
        """
        new_obj = self.copy(deep=copy and not using_copy_on_write())
 
        axis_name = self._get_axis_name(axis)
        old_ax = getattr(self, axis_name)
        if not isinstance(old_ax, DatetimeIndex):
            raise TypeError(f"unsupported Type {type(old_ax).__name__}")
 
        new_ax = old_ax.to_period(freq=freq)
 
        setattr(new_obj, axis_name, new_ax)
        return new_obj
 
    def isin(self, values: Series | DataFrame | Sequence | Mapping) -> DataFrame:
        """
        Whether each element in the DataFrame is contained in values.
 
        Parameters
        ----------
        values : iterable, Series, DataFrame or dict
            The result will only be true at a location if all the
            labels match. If `values` is a Series, that's the index. If
            `values` is a dict, the keys must be the column names,
            which must match. If `values` is a DataFrame,
            then both the index and column labels must match.
 
        Returns
        -------
        DataFrame
            DataFrame of booleans showing whether each element in the DataFrame
            is contained in values.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.eq: Equality test for DataFrame.
        Series.isin: Equivalent method on Series.
        Series.str.contains: Test if pattern or regex is contained within a
            string of a Series or Index.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'num_legs': [2, 4], 'num_wings': [2, 0]},
        ...                   index=['falcon', 'dog'])
        >>> df
                num_legs  num_wings
        falcon         2          2
        dog            4          0
 
        When ``values`` is a list check whether every value in the DataFrame
        is present in the list (which animals have 0 or 2 legs or wings)
 
        >>> df.isin([0, 2])
                num_legs  num_wings
        falcon      True       True
        dog        False       True
 
        To check if ``values`` is *not* in the DataFrame, use the ``~`` operator:
 
        >>> ~df.isin([0, 2])
                num_legs  num_wings
        falcon     False      False
        dog         True      False
 
        When ``values`` is a dict, we can pass values to check for each
        column separately:
 
        >>> df.isin({'num_wings': [0, 3]})
                num_legs  num_wings
        falcon     False      False
        dog        False       True
 
        When ``values`` is a Series or DataFrame the index and column must
        match. Note that 'falcon' does not match based on the number of legs
        in other.
 
        >>> other = pd.DataFrame({'num_legs': [8, 3], 'num_wings': [0, 2]},
        ...                      index=['spider', 'falcon'])
        >>> df.isin(other)
                num_legs  num_wings
        falcon     False       True
        dog        False      False
        """
        if isinstance(values, dict):
            from pandas.core.reshape.concat import concat
 
            values = collections.defaultdict(list, values)
            result = concat(
                (
                    self.iloc[:, [i]].isin(values[col])
                    for i, col in enumerate(self.columns)
                ),
                axis=1,
            )
        elif isinstance(values, Series):
            if not values.index.is_unique:
                raise ValueError("cannot compute isin with a duplicate axis.")
            result = self.eq(values.reindex_like(self), axis="index")
        elif isinstance(values, DataFrame):
            if not (values.columns.is_unique and values.index.is_unique):
                raise ValueError("cannot compute isin with a duplicate axis.")
            result = self.eq(values.reindex_like(self))
        else:
            if not is_list_like(values):
                raise TypeError(
                    "only list-like or dict-like objects are allowed "
                    "to be passed to DataFrame.isin(), "
                    f"you passed a '{type(values).__name__}'"
                )
 
            def isin_(x):
                # error: Argument 2 to "isin" has incompatible type "Union[Series,
                # DataFrame, Sequence[Any], Mapping[Any, Any]]"; expected
                # "Union[Union[Union[ExtensionArray, ndarray[Any, Any]], Index,
                # Series], List[Any], range]"
                result = algorithms.isin(
                    x.ravel(),
                    values,  # type: ignore[arg-type]
                )
                return result.reshape(x.shape)
 
            res_mgr = self._mgr.apply(isin_)
            result = self._constructor_from_mgr(
                res_mgr,
                axes=res_mgr.axes,
            )
        return result.__finalize__(self, method="isin")
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Add index and columns
    _AXIS_ORDERS: list[Literal["index", "columns"]] = ["index", "columns"]
    _AXIS_TO_AXIS_NUMBER: dict[Axis, int] = {
        **NDFrame._AXIS_TO_AXIS_NUMBER,
        1: 1,
        "columns": 1,
    }
    _AXIS_LEN = len(_AXIS_ORDERS)
    _info_axis_number: Literal[1] = 1
    _info_axis_name: Literal["columns"] = "columns"
 
    index = properties.AxisProperty(
        axis=1,
        doc="""
        The index (row labels) of the DataFrame.
 
        The index of a DataFrame is a series of labels that identify each row.
        The labels can be integers, strings, or any other hashable type. The index
        is used for label-based access and alignment, and can be accessed or
        modified using this attribute.
 
        Returns
        -------
        pandas.Index
            The index labels of the DataFrame.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.columns : The column labels of the DataFrame.
        DataFrame.to_numpy : Convert the DataFrame to a NumPy array.
 
        Examples
        --------
        >>> df = pd.DataFrame({'Name': ['Alice', 'Bob', 'Aritra'],
        ...                    'Age': [25, 30, 35],
        ...                    'Location': ['Seattle', 'New York', 'Kona']},
        ...                   index=([10, 20, 30]))
        >>> df.index
        Index([10, 20, 30], dtype='int64')
 
        In this example, we create a DataFrame with 3 rows and 3 columns,
        including Name, Age, and Location information. We set the index labels to
        be the integers 10, 20, and 30. We then access the `index` attribute of the
        DataFrame, which returns an `Index` object containing the index labels.
 
        >>> df.index = [100, 200, 300]
        >>> df
            Name  Age Location
        100  Alice   25  Seattle
        200    Bob   30 New York
        300  Aritra  35    Kona
 
        In this example, we modify the index labels of the DataFrame by assigning
        a new list of labels to the `index` attribute. The DataFrame is then
        updated with the new labels, and the output shows the modified DataFrame.
        """,
    )
    columns = properties.AxisProperty(
        axis=0,
        doc=dedent(
            """
                The column labels of the DataFrame.
 
                Examples
                --------
                >>> df = pd.DataFrame({'A': [1, 2], 'B': [3, 4]})
                >>> df
                     A  B
                0    1  3
                1    2  4
                >>> df.columns
                Index(['A', 'B'], dtype='object')
                """
        ),
    )
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Add plotting methods to DataFrame
    plot = CachedAccessor("plot", pandas.plotting.PlotAccessor)
    hist = pandas.plotting.hist_frame
    boxplot = pandas.plotting.boxplot_frame
    sparse = CachedAccessor("sparse", SparseFrameAccessor)
 
    # ----------------------------------------------------------------------
    # Internal Interface Methods
 
    def _to_dict_of_blocks(self):
        """
        Return a dict of dtype -> Constructor Types that
        each is a homogeneous dtype.
 
        Internal ONLY - only works for BlockManager
        """
        mgr = self._mgr
        # convert to BlockManager if needed -> this way support ArrayManager as well
        mgr = cast(BlockManager, mgr_to_mgr(mgr, "block"))
        return {
            k: self._constructor_from_mgr(v, axes=v.axes).__finalize__(self)
            for k, v, in mgr.to_dict().items()
        }
 
    @property
    def values(self) -> np.ndarray:
        """
        Return a Numpy representation of the DataFrame.
 
        .. warning::
 
           We recommend using :meth:`DataFrame.to_numpy` instead.
 
        Only the values in the DataFrame will be returned, the axes labels
        will be removed.
 
        Returns
        -------
        numpy.ndarray
            The values of the DataFrame.
 
        See Also
        --------
        DataFrame.to_numpy : Recommended alternative to this method.
        DataFrame.index : Retrieve the index labels.
        DataFrame.columns : Retrieving the column names.
 
        Notes
        -----
        The dtype will be a lower-common-denominator dtype (implicit
        upcasting); that is to say if the dtypes (even of numeric types)
        are mixed, the one that accommodates all will be chosen. Use this
        with care if you are not dealing with the blocks.
 
        e.g. If the dtypes are float16 and float32, dtype will be upcast to
        float32.  If dtypes are int32 and uint8, dtype will be upcast to
        int32. By :func:`numpy.find_common_type` convention, mixing int64
        and uint64 will result in a float64 dtype.
 
        Examples
        --------
        A DataFrame where all columns are the same type (e.g., int64) results
        in an array of the same type.
 
        >>> df = pd.DataFrame({'age':    [ 3,  29],
        ...                    'height': [94, 170],
        ...                    'weight': [31, 115]})
        >>> df
           age  height  weight
        0    3      94      31
        1   29     170     115
        >>> df.dtypes
        age       int64
        height    int64
        weight    int64
        dtype: object
        >>> df.values
        array([[  3,  94,  31],
               [ 29, 170, 115]])
 
        A DataFrame with mixed type columns(e.g., str/object, int64, float32)
        results in an ndarray of the broadest type that accommodates these
        mixed types (e.g., object).
 
        >>> df2 = pd.DataFrame([('parrot',   24.0, 'second'),
        ...                     ('lion',     80.5, 1),
        ...                     ('monkey', np.nan, None)],
        ...                   columns=('name', 'max_speed', 'rank'))
        >>> df2.dtypes
        name          object
        max_speed    float64
        rank          object
        dtype: object
        >>> df2.values
        array([['parrot', 24.0, 'second'],
               ['lion', 80.5, 1],
               ['monkey', nan, None]], dtype=object)
        """
        return self._mgr.as_array()
 
 
def _from_nested_dict(data) -> collections.defaultdict:
    new_data: collections.defaultdict = collections.defaultdict(dict)
    for index, s in data.items():
        for col, v in s.items():
            new_data[col][index] = v
    return new_data
 
 
def _reindex_for_setitem(
    value: DataFrame | Series, index: Index
) -> tuple[ArrayLike, BlockValuesRefs | None]:
    # reindex if necessary
 
    if value.index.equals(index) or not len(index):
        if using_copy_on_write() and isinstance(value, Series):
            return value._values, value._references
        return value._values.copy(), None
 
    # GH#4107
    try:
        reindexed_value = value.reindex(index)._values
    except ValueError as err:
        # raised in MultiIndex.from_tuples, see test_insert_error_msmgs
        if not value.index.is_unique:
            # duplicate axis
            raise err
 
        raise TypeError(
            "incompatible index of inserted column with frame index"
        ) from err
    return reindexed_value, None