Pandas-Numpy-Matplotlib-PyEcharts——综合案例（豆瓣电影Top_250数据分析）

豆瓣电影Top_250_Data_analysis( 运行在jupyter notebook环境)

import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from pyecharts import Bar,Line,Pie
from pandas import DataFrame,Series

一、 数据收集、加载数据 并查看

1.1 收集数据 爬虫详细过程请点击

抓取排名，电影名，导演，主演，上映日期，制片国家/地区，类型。
评分，评论数量，一句话评价，已经电影链接

top250 网址：https://movie.douban.com/top250
选用Python3 引入 url.requests BeautifulSoup4 来抓取

1.2 抓取数据问题：

    原来页面的缺失信息（如：导演，演员等）
    原来页面的本来就没有电影语言，时长，tag
解决方法：
    取出当前数据的最后一列的url
    解析url取出电影唯一的id
    根据id得到详细页面，抓取信息
    https://api.douban.com/v2/movie/id

1.3 加载数据并查看：

df_1 = pd.read_csv('./csv/top250_f1.csv',sep = '#')
df_2 = pd.read_csv('./csv/top250_f2.csv',sep = '#')
df_1.head()     #查看前五条数据
 #df_2.head()   #查看前五条数据

	num	title	director	role	init _year	area	genre	rat ing_ num	com ment_ num	comment	url
0	1	肖申克的救赎	弗兰克·德拉邦特 Frank Darabont	蒂姆·罗宾斯 Tim Robbins	1994	美国	[‘犯罪 剧情’]	9.6	964842	希望让人自由。	https://movie. douban.com /subject/1292052/
1	2	霸王别姬	陈凯歌 Kaige Chen	张国荣 Leslie Cheung	1993	中国大陆 香港	[‘剧情 爱情 同性’]	9.5	699930	风华绝代。	https://movie. douban.com /subject/1291546/
2	3	这个杀手不太冷	吕克·贝松 Luc Besson	让·雷诺 Jean Reno	1994	法国	[‘剧情 动作 犯罪’]	9.4	912435	怪蜀黍和小萝莉不得不说的故事。	https://movie. douban.com /subject/1295644/
3	4	阿甘正传	Robert Zemeckis	Tom Hanks	1994	美国	[‘剧情 爱情’]	9.4	775889	一部美国近现代史。	https://movie. douban.com/ subject/1292720/
4	5	美丽人生	罗伯托·贝尼尼 Roberto Benigni	罗伯托·贝尼尼 Roberto Beni…’]	1997	意大利	[‘剧情 喜剧 爱情 战争’]	9.5	453651	最美的谎言。	https://movie. douban.com/ subject/1292063/

二、数据合并（将这两个互有缺失值的DataFrame合并）

将df_1与df_2合并数据

数据分布在两个文件中：
取 top250_f1.csv 中的 num(排名）,title(电影名),init_year(上映时间),area（国家/地区）
和 top250_f2.csv 中的 language(语言),director（导演）,cast(主演),movie_duration(时长),\
tags(标签)这些列进行分析。

df_1_cut = df_1[['num','title','init_year','area','genre','rating_num','comment_num']]
df_2_cut = df_2[['num','language','director','cast','movie_duration','tags']]
df = df.merge(df_1_cut,df_2_cut,how = 'outer',on = 'num')   #外连接，合并标准on = 'num'
df.head()           #查看前五条信息
       #df.tail()   查看后五条信息
       #df.info()   查看整个数据集的信息

	nu m	title	init _year	area	genre	rat ing_ num	com ment_ num	lang uage	director	cast	movie_ duration	tags
0	1	肖申克的救赎	1994	美国	[‘犯罪 剧情’]	9.6	964842	[‘英语’]	[‘弗兰克·德拉邦特 Frank Darabont’]	[‘蒂姆·罗宾斯 Tim Robbins’, ‘摩根·弗里曼 Morgan Freeman’…	[‘142 分钟’]	[{‘count’: 197742, ‘name’: ‘经典’}, {‘count’: 16…
1	2	霸王别姬	1993	中国大陆 香港	[‘剧情 爱情 同性’]	9.5	699930	[‘汉语普通话’]	[‘陈凯歌 Kaige Chen’]	[‘张国荣 Leslie Cheung’, ‘张丰毅 Fengyi Zhang’, ‘巩俐 …	[‘171 分钟’]	[{‘count’: 124150, ‘name’: ‘经典’}, {‘count’: 63…
2	3	这个杀手不太冷	1994	法国	[‘剧情 动作 犯罪’]	9.4	912435	[‘英语’, ‘意大利语’, ‘法语’]	[‘吕克·贝松 Luc Besson’]	[‘让·雷诺 Jean Reno’, ‘娜塔莉·波特曼 Natalie Portman’, …	[‘110分钟(剧场版)’, ‘133分钟(国际版)’]	[{‘count’: 150097, ‘name’: ‘经典’}, {‘count’: 85…
3	4	阿甘正传	1994	美国	[‘剧情 爱情’]	9.4	775889	[‘英语’]	[‘Robert Zemeckis’]	[‘Tom Hanks’, ‘Robin Wright Penn’, ‘Gary Sinis…	[‘142 分钟’]	[{‘count’: 179046, ‘name’: ‘励志’}, {‘count’: 13…
4	5	美丽人生	1997	意大利	[‘剧情 喜剧 爱情 战争’]	9.5	453651	[‘意大利语’, ‘德语’, ‘英语’]	[‘罗伯托·贝尼尼 Roberto Benigni’]	[‘罗伯托·贝尼尼 Roberto Benigni’, ‘尼可莱塔·布拉斯基 Nicolet…	[‘116分钟’]	[{‘count’: 70710, ‘name’: ‘意大利’}, {‘count’: 67…

三、数据清洗（消耗40%时间）

3.1 查看所有数据 : 数据去重 df.duplicated()

df.duplicated().head() #返回 True,则有重复项，反之亦然
df.duplicated().value_counts()
df.title.unique()      #检查某一列是否有重复电影名
df.num.unique()        #检查某一列是否有并列排名

3.2 数据格式，内容清洗

◆去除多余字段-去除字段两侧['']形式，可以用str分数字符串
df['genre'] = df['genre'].str[2:-2]
df['language'] = df['language'].str[2:-2]
df['director'] = df['director'].str[2:-2]
df['cast'] = df['cast'].str[2:-2]
df['movie_duration'] = df['movie_duration'].str[2:-2]
df.head()

	num	…	genre	rating _num	comme nt_num	lang uage	director	cast	movie_ duration	tags
0	1	…	犯罪 剧情	9.6	964842	英语	弗兰克·德拉邦特 Frank Darabont	蒂姆·罗宾斯 Tim Robbins’, ‘摩根·弗里曼 Morgan Freeman’, …	142 分钟	[{‘count’: 197742, ‘name’: ‘经典’}, {‘count’: 16…
1	2	…	剧情 爱情 同性	9.5	699930	汉语普通话	陈凯歌 Kaige Chen	张国荣 Leslie Cheung’, ‘张丰毅 Fengyi Zhang’, ‘巩俐 Li…	171 分钟	[{‘count’: 124150, ‘name’: ‘经典’}, {‘count’: 63…
2	3	…	剧情 动作 犯罪	9.4	912435	英语’, ‘意大利语’, ‘法语	吕克·贝松 Luc Besson	让·雷诺 Jean Reno’, ‘娜塔莉·波特曼 Natalie Portman’, ‘加…	110分钟(剧场版)’, ‘133分钟(国际版)	[{‘count’: 150097, ‘name’: ‘经典’}, {‘count’: 85…
3	4	…	剧情 爱情	9.4	775889	英语	Robert Zemeckis	Tom Hanks’, ‘Robin Wright Penn’, ‘Gary Sinise’…	142 分钟	[{‘count’: 179046, ‘name’: ‘励志’}, {‘count’: 13…
4	5	…	剧情 喜剧 爱情 战争	9.5	453651	意大利语’, ‘德语’, ‘英语	罗伯托·贝尼尼 Roberto Benigni	罗伯托·贝尼尼 Roberto Benigni’, ‘尼可莱塔·布拉斯基 Nicoletta…	116分钟	[{‘count’: 70710, ‘name’: ‘意大利’}, {‘count’: 67…

3.2.1 国家（地区）内容清洗

 #对于area列，由多个国家地区之间合作的电影，中间用空格隔开，
 #用str.split()分列，再应用apply(pd.Series)作用到每一行或列

area_split = df['area'].str.split('').apply(pd.Series)
area_split.head()

 #对每列的值重合的作了一个汇总统计，同时NaN用0填充
a = area_split.apply(df.value_counts).fillna('0')

 #更改列名，转换数据类型（object->int）
a.columns = ['area_1','area_2','area_3','area_4','area_5']
a['area_1'] = a['area_1'].astype(int)
a['area_2'] = a['area_2'].astype(int)
a['area_3'] = a['area_3'].astype(int)
a['area_4'] = a['area_4'].astype(int)
a['area_5'] = a['area_5'].astype(int)

 #将每一行的数据汇总后，变成一列显示（行汇总）
a = a.apply(lambda x:x.sum().axis=1)

 #包装成一个标准的 DataFrame 
area_c = df.DataFrame(a,column = ['counts'])
area_c.head()

3.2.2 电影类型genre（类似于区域内容清洗）

 #对于genre列，中间用空格隔开的，用str.split()分列，再应用apply(pd.split)作用到每一行或列
genre_split = df['genre'].str.split('').apply(pd.Series)
genre_split.head()

 #拆分列，Na 用 0 填充
genre_split = genre_split.apply(pd.value_counts).fillna(0)
genre_split.head()

 #统计电影类型
g = genre_split.apply(lambda row : row.sum(),axis = 1)
g.head()

 #将Series转成DataFrame
g = DataFrame(g,columns = ['counts'])
g.head()
-------------------------------方法2----------------------------------
 #对每列的值重合的作了一个汇总统计
a = genre_split.apply(df.value_counts)

 #利用 unstack() 函数做一个行列转换，同时删除NaN，转换成DataFrame
g = g.unstack().dropna().reset_index()
g.head()

 #数据行列重命名
g.columns = ['level_0','level_1','counts']
 #删除（level_0）第一列，同时按照'level_1'字段的值进行分组，同时汇总
genre_c = g.drop(['level_0'],axis = 1).groupby('level_1').sum()
 #按 'counts' 字段降序排列
genre_c.sort_values('counts'.ascending = False).head()

3.2.3 电影语言:

 #类似的方法处理 language 列
language_split = df['language'].str.replace("\', \'",' ').str.split(' ').apply(pd.Series)
l = language_split.apply(pd.value_counts).stack().dropna().reset_index()
language = ['level_0','level_1','counts']
language_c = l.groupby('level_0').sum()
language_c = language_c.drop(['level_1'],axis = 1)
language_c.head()

3.2.4 导演

df.director
director_split = df['director'].str.replace("\', \'",'#').str.split('#').apply(pd.Series)
director_split.head()
director = director.split[0].str.strip()
df['director'] = director
df['director'].head()

3.2.5 演员（cast）

df.cast
cast_split = df['cast'].str.replace("\', \'",'#').str.split('#').apply(pd.Series)
 #[[0,1,2,3]].column = ['performar_1','performar_2','performar_3','performar_4']
out_split.head()

选取六位演员分析
c = cast_split[[0,1,2,3,4,5]]   #column = ['performar_1','performar_2'...'performar_6']
c.columns = ['performar_1','performar_2','performar_3','performar_4','performar_5','performar_6']
c = cast_split.unstack().dropna().reset_index()
c.head()

c.columns = ['level_0','level_1','performars']
c['performars'] = c['performars'].str.strip()
c.head()

 #演员表中名字有：中英文，只有中文，只有英文
 #下面是单独找出中文/英文命，并将其补全
for i in c['performars']:
    for j in [c['performars'].str.contains(i)]['performars']:
        if (len(j) > len(i)):
            row = c[c['performars'] == i]
            level_0 = row['level_0']
            level_1 = row['level_1']
            c[c['performars'] == i] = [level_0,level_1,j]
        else:
            continue
c.head()

 #根据演员名臣进行分组并计数
c = c.groupby('performars').count()
c.head()

 #此时，'level_0'和'level_1'的数据完全是一样的，删除'level_0'列
c = c.drop(['level_0'],axis = 1)
c.columns = ['counts']
cats_c = c

3.2.5 时长(movie_duration)

df['movie_duration']
movie_duration_split = df['movie_duration'].str.strip().str.replace('\',\'','#').str.split('#').apply(pd.Series)
movie_duration_split.head()

 #有些电影存在多种版本，一般情况下，第一个版本观看数量较多，因此取第一个
duration = movie_duration_split[0].str.split('分').apply(pd.Series)[0].str.strip()
duration.head()

 #观看数量发现：
 #duration.str.len().value_counts() 检查放映时间是否大于三位数
duration[duration.str.len() > 3]

 #放映时间大于三位数，数据异常，要额外处理
duration[244] = duration[244].split(' ')[1]

 #现在更改数据类型：
duration = duration.astyle(int)
duration.dtypes

df['movie_duration'] = duration
df['movie_duration'].head()

3.2.6 电影标记（tags）

先查看'tags'列，先看一下基本情况
df['tags'][0]   

tags_split = df['tags'].str.replace('count\':',' ').str.replace(',\'name\':\'',' ').str.replace('\'},{\'','').str.split(' ').apply(pd.Series)
tags_split
 #删除第一列
del tags_split[0]
 #处理掉最后一列的特殊字符：'}]
tags_split[] = tags_split[16].str.replace('\}]','')
tags_split.head()

 #一般阅读习惯是先看标签类别，再看标签数量，调整一下位置比较便于阅读
tags_split = tags_split.reindex(columns = [2,1,3,6,5,8,7,10,9,12,11,14,13,16,15])
tags_split.head()

 #更改列名
tags_split.columns= [
                    'tags_1','tags_count_1','tags_2','tags_count_2',
                    'tags_3','tags_count_3','tags_4','tags_count_4',
                    'tags_5','tags_count_5','tags_6','tags_count_6',
                    'tags_7','tags_count_7','tags_8','tags_count_8',
                    ]
tags_split.head()

3.2.7 上映时间(init_year)

 #有的电影给出多个不同上映时间，为方便，我们取第一个。

year_split = df['init_year'].str.split('/').apply(pd.Series)[0].str.strip()
 #主要为了处理第78条：大闹天宫：1961（中国大陆）/1964（中国大陆）/1978（中国大陆）/2004（中国大陆）/
year_split = year_split.str.slice(0,4)

df['init_year'] = year_split.astyle(int)
df['init_year'].head()

3.2 缺失值检查与查看

df[df.isnull().values == True] 
df.info()

四、数据统计与分析

4.1 数值型列的数据统计

    df.describe()           #用 describe() 看数值型数据的统计信息

4.2 电影排名分析

    df[['num','title']].head(10)   #先看数据（查看前10名数据）

4.3 按评分-top10分析

Top10_rating_num = df[['rating_num','title']].sort_values(by = ['rating_num'],ascending = False).head(10).reset_index()
 #Top10_rating_num.index = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
Top10_rating_num

按评价数量排名-top10分析
Top10_comment_num = df[['comment_num','title']].srot_values(by = ['comment_num'],ascending = False).head(10).reset_index()
 #Top10_comment_num.index = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
Top10_comment_num

4.4 上榜次数统计分析

4.4.1上榜次数最多的导演
df['director'].value_counts().head()

4.4.2 上榜次数最多的演员
cast_c.sort_values(by = ['counts'],ascending = False).head()

五、数据分析与可视化展示（matplotlib）

5.1 matplotlib 可视化包基本环境配置

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib
matplotlib.rcParams['font.family'] = 'SimHei'   #配置中文字体
matplotlib.rcParams['font.size'] = 15           #更改默认字体大小

5.2 评分 与排名

plt.scatter(df['rating_num'].df['num']) #绘制散点图
plt.xlabel('rating_num')                # x 轴标签
plt.ylabel('ranking list')              # y 轴标签
plt.show()

由于观看不便，可以通过 invert_yaxis() 改变y轴标签顺序
重构：
    plt.figure(figsize = (14,6))            #画布大小（14，6）
    plt.subplot(1,2,1)
    plt.scatter(df['rating_num'].df['num']) #绘制散点图
    plt.xlabel('rating_num')                # x 轴标签
    plt.ylabel('ranking list')              # y 轴标签
    plt.gca().invert_yaxis()                #更改y轴标签顺序

    plt.subplot(1,2,2)
    plt.hist(df['rating_num'],bins = 15)
    plt.xlabel('rating_num')

    plt.show()

    df['num'].corr(df['rating_num'])    #利用 泊松分布 显示相关性

5.3 评论人数 与排名

plt.figure(figsize = (14,6))                #画布大小（14，6）
plt.subplot(1,2,1)
plt.scatter(df['comment_num'].df['num'])    #绘制散点图
plt.xlabel('comment_num')                   # x 轴标签
plt.ylabel('ranking list')                  # y 轴标签
plt.gca().invert_yaxis()                    #更改y轴标签顺序

plt.subplot(1,2,2)
plt.hist(df['comment_num'])
plt.xlabel('comment_num')

plt.show()

df['num'].corr(df['comment_num'])           #利用 泊松分布 显示相关性

5.4 电影时长 与排名

plt.figure(1)
plt.figure(figsize = (14,6))                #画布大小（14，6）
plt.subplot(1,2,1)
plt.scatter(df['movie_duration'].df['num']) #绘制散点图
plt.xlabel('movie_duration')                # x 轴标签
plt.ylabel('ranking list')                  # y 轴标签
plt.gca().invert_yaxis()                    #更改y轴标签顺序

plt.subplot(1,2,2)
plt.hist(df['movie_duration']bins = 50)
plt.xlabel('movie_duration')

plt.show()

df['num'].corr(df['movie_duration'])       #利用 泊松分布 显示相关性

5.5 上映年份 与排名

plt.figure(1)
plt.figure(figsize = (14,6))            #画布大小（14，6）
plt.subplot(1,2,1)
plt.scatter(df['init_year'].df['num'])  #绘制散点图
plt.xlabel('init_year')                 # x 轴标签
plt.ylabel('ranking list')              # y 轴标签
plt.gca().invert_yaxis()                #更改y轴标签顺序

plt.subplot(1,2,2)
plt.hist(df['init_year']bins = 30)
plt.xlabel('init_year')

plt.show()

df['num'].corr(df['init_year'])        #利用 泊松分布 显示相关性

5.6 国家/地区 与排名

area_c.sort_values(by='counts',ascending = False).plot(king='bar',figsize = (12,6))
plt/show()

5.7 语言 与排名

language_c.sort_values(by = 'counts',ascending = False)[:30].plot(king='bar',figsize = (12,6))
plt.show()

5.8 电影类型 与排名

genre_c.sort_values(by = 'counts',ascending = False).plot(king='bar',figsize = (12,6))
plt.show()

5.9 电影标签热度词云统计 与排名

tag_name = tags_split[['tags_1','tags_2','tags_3','tags_4','tags_5','tags_6','tags_7','tags_8']]
tag_name = tag_name.values.flatten()
len(tag_name)

from pyecharts import WordCloud
values=np.arange(10000,step=5)
wordcloud = WordCloud(width=1300, height=620)  #板块
wordcloud.add("",tag_name,values, 
              word_size_range=[20, 100])#单词大小区间范围
wordcloud.render("wordcloud.html")

六、数据分析与可视化展示

6.1 安装pyecharts 可视化基本环境配置

import pip
def import(package):
    pip.main(['install',package])
install('pyecharts==0.1.8')

6.2 电影类型-排名

from pyecharts import Bar
mybar = Bar('电影类型分析')
new_g = g.sort_values(by = 'counts',ascending = False)
attr = new_g.index
value = new_g.counts
mybar.add('电影类型',attr,value,mark_line = ['max'],mark_point = ['average'])
mybar.render('movie_01.html')
mybar

6.3 按评分占比统计

from pyecharts import Pie
Top10_rating_num = df[['rating_num','title']].sort_values(by = 'rating_num',ascending = False).head(10).reset_index()
sttr = data['level_1'].tolist()
v1 = data['rating_num'].tolist()

pie = Pie('排名前10电影评分占比'，title_pos = 'center')
pie.add('',sttr,v1，is_label_show = True,legend_orient = 'vertical',legend_pos = 'right')
bar.render_notebook()

6.4 国家地区-排名

from pyecharts import Line
areas = area_c.reset_index()
v1 = area['counts'].tolist()
attr = area['index'].tolist

line = Line('国家地区电影排名')
line.add('国家'，attr,v1,mark_point = ['min','max'],is_smooth=True,mark_line['max','average'])
line.render_notebook()