我们拿到的数据通常是不干净的,所谓的不干净,就是数据中有缺失值,有一些异常点等,需要经过一定的处理
才能继续做后面的分析或建模,所以拿到数据的第一步是进行数据清洗,本章我们将学习缺失值、重复值、字符
串和数据转换等操作,将数据清洗成可以分析或建模的样子。
(1) 请查看每个特征缺失值个数
#方法一
df.info()
#方法二
df.isnull().sum()
执行后发现Age, Cabin, Embarked列有缺失值。
(2) 请查看Age, Cabin, Embarked列的数据
df[['Age','Cabin','Embarked']].head(3)
(1) 处理缺失值一般有几种思路
一般有三种:不处理;删除;补全。
(2) 请尝试对Age列的数据的缺失值进行处理
使用了两种方法,发现都无法对缺失值进行补全
df[df['Age'] == None] = 0
df[df['Age'] == np.nan] = 0
原因是NaN是无法进行比较的,只能说明两者都不是数字。
可以通过创建Age:NaN的映射解决
df[df['Age'] .map(lambda x: np.isnan(x))] = 0
df.isnull().sum()
(3) 请尝试使用不同的方法直接对整张表的缺失值进行处理
#直接删除含缺失值的行
df.dropna().head()
df.dropna().info()
df.fillna(0).head()
DataFrame.dropna(axis = 0,how = 'any',thresh = None,subset = None,inplace = False()
参数 | 说明 |
---|---|
axis | {0或’index’,1或’columns’},默认0;0或’index’ 删除包含缺失值的行。1或“columns”删除包含缺失值的列。 |
how | {‘any’,‘all’},默认为’any’,存在任何缺失值则删除 |
其他参数.
DataFrame.fillna(value=None, method=None, axis=None, inplace=False, limit=None, downcast=None)
参数 | 说明 |
---|---|
value | 用于填充的值 |
method | {‘backfill’,‘bfill’,‘pad’,‘ffill’,None},默认为None |
axis | {0或’index’,1或’columns’},修改填充方向。 |
pad/ffill:用前一个非缺失值去填充该缺失值
backfill/bfill:用下一个非缺失值填充该缺失值
None:指定一个值去替换缺失值(缺省默认这种方式)
其他参数.
这两种方法的inplace默认为False:创建一个副本,修改副本,原对象不变(缺省默认)。
查找缺失值时可以使用np.nan,也可以用None,但最好使用前者,总结就是很多函数能处理NaN,但是如果遇到None就会报错。
#查看数据中的重复值
df[df.duplicated()].head()
duplicated()方法只会显示含有重复值的值,这里没有数据显示,说明没有一行是完全重复地。
对重复值可以直接删除:
#对重复值进行处理
df.drop_duplicates()
我们对特征进行一下观察,可以把特征大概分为两大类:
数值型特征:Survived ,Pclass, Age ,SibSp, Parch, Fare,其中Survived, Pclass为离散型数值特征,Age,SibSp, Parch, Fare为连续型数值特征。
文本型特征:Name, Sex, Cabin,Embarked, Ticket,其中Sex, Cabin, Embarked, Ticket为类别型文本特征。
数值型特征一般可以直接用于模型的训练,但有时候为了模型的稳定性及鲁棒性会对连续变量进行离散化。
文本型特征往往需要转换成数值型特征才能用于建模分析。
(1) 分箱操作是什么?
在建模中,需要对连续变量离散化,特征离散化后,模型会更稳定,降低了模型过拟合的风险。所以就引入了分箱操作,其中又分为等距分箱,等频分箱。
(2) 将连续变量Age平均分箱成5个年龄段,并分别用类别变量12345表示
df['AgeBand'] = pd.cut(df['Age'], 5, labels=[1,2,3,4,5])
(3) 将连续变量Age划分为[0,5) [5,15) [15,30) [30,50) [50,80)五个年龄段,并分别用类别变量12345表示
df['AgeBand'] = pd.cut(df['Age'], [0,5,15,30,50,80], labels=[1,2,3,4,5])
(4) 将连续变量Age按10% 30% 50 70% 90%五个年龄段,并用分类变量12345表示
df['AgeBand'] = pd.qcut(df['Age'], [0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9], labels=['1', '2', '3','4','5'])
下面对cut()方法和qcut()方法进行解释:
pandas.cut(x, bins, right=True, labels=None, retbins=False, precision=3, include_lowest=False, duplicates='raise', ordered=True)
参数 | 说明 |
---|---|
x | 要合并的输入数组。必须为一维 |
bins | 分级依据 |
labels | 返回的标签 |
其他参数.
cut()方法可以将数据分段,类似给成绩设定优良中差,比如:0-59分为差,60-70分为中,71-80分为优秀等等,而qcut()可以使用分数表示百分比进行分段。
(1) 查看文本变量名及种类
#方法一 value_counts()
df['Sex'].value_counts()
#方法二 unique()
df['Sex'].unique()
df['Sex'].nunique()
(2) 将文本变量Sex, Cabin ,Embarked用数值变量12345表示
#方法一 replace
df['Sex_num'] = df['Sex'].replace(['male', 'female'],[1,2])
#方法二 map
df['Sex_num'] = df['Sex'].map({'male' : 1 ,'female':2})
#方法三: 使用sklearn.preprocessing的LabelEncoder
from sklearn.preprocessing import LabelEncoder
lbl = LabelEncoder()
lbl.fit(["male", "female"]) #训练LabelEncoder, 把male编码为0,female编码为1
df['Sex_num'] = lbl.transform(df['Sex']) #使用训练好的LabelEncoder对原数据进行编码
可以结合之前的方法,通过循环的方式处理多个特征:
from sklearn.preprocessing import LabelEncoder
for feat in ['Cabin', 'Embarked']:
lbl = LabelEncoder()
label_dict = dict(zip(df[feat].unique(), range(df[feat].nunique())))
df[feat + "_labelEncode"] = df[feat].map(label_dict)
df[feat + "_labelEncode"] = lbl.fit_transform(df[feat].astype(str))
zip()函数将对象打包为(x,y)这样的元组,dict()函数创建{‘x’:y}这样的字典。
(3) 将文本变量Sex, Cabin, Embarked用one-hot编码表示
for feat in ["Sex", "Cabin","Embarked"]:
x = pd.get_dummies(df[feat], prefix=feat)
df = pd.concat([df, x], axis=1)
df.head()
get_dummies 是利用pandas实现one hot encode的方式。
pandas.get_dummies(data, prefix=None, prefix_sep='_', dummy_na=False, columns=None, sparse=False, drop_first=False)[source]
其中prefix参数为追加到列名的前缀。
concat()函数拼接多个Series,axis=1按列拼接。
Mr,Miss,Mrs后都会带一个“.”,比如Mr.alibb,可以用正则表达式’([A-Za-z]+).'提取。[A-Za-z]表示所有大小写字母,.表示字面上的“.”符号。
df['Title'] = df.Name.str.extract('([A-Za-z]+)\.', expand=False)
数据清洗就是对异常值进行处理,以及进行数据提取和变化等,需要对各种函数方法都比较熟悉。