Как сделать group_by, а затем вычесть среднее значение группы из каждой записи в группе в Polars

TLDR. В полярах это достигается с помощью оконной функции pl.Expr.over. Конкретно ваш код pandas будет выглядеть следующим образом.

df.with_columns(
    pl.col("b", "c") - pl.col("b", "c").mean().over("a")
)

Применительно к некоторым выборочным данным это может выглядеть следующим образом.

import polars as pl

df = pl.DataFrame({
    "a": [0, 0, 0, 1, 1, 1],
    "b": [2, 2, 2, 3, 3, 3],
    "c": range(6),
})

shape: (6, 3)
┌─────┬─────┬─────┐
│ a   ┆ b   ┆ c   │
│ --- ┆ --- ┆ --- │
│ i64 ┆ i64 ┆ i64 │
╞═════╪═════╪═════╡
│ 0   ┆ 2   ┆ 0   │
│ 0   ┆ 2   ┆ 1   │
│ 0   ┆ 2   ┆ 2   │
│ 1   ┆ 3   ┆ 3   │
│ 1   ┆ 3   ┆ 4   │
│ 1   ┆ 3   ┆ 5   │
└─────┴─────┴─────┘

df.with_columns(
    pl.col("b", "c") - pl.col("b", "c").mean().over("a")
)

shape: (6, 3)
┌─────┬─────┬──────┐
│ a   ┆ b   ┆ c    │
│ --- ┆ --- ┆ ---  │
│ i64 ┆ f64 ┆ f64  │
╞═════╪═════╪══════╡
│ 0   ┆ 0.0 ┆ -1.0 │
│ 0   ┆ 0.0 ┆ 0.0  │
│ 0   ┆ 0.0 ┆ 1.0  │
│ 1   ┆ 0.0 ┆ -1.0 │
│ 1   ┆ 0.0 ┆ 0.0  │
│ 1   ┆ 0.0 ┆ 1.0  │
└─────┴─────┴──────┘