【R语言】缺失值

      数据集中往往存在缺失值，在进行数据分析前需要了解数据的缺失值情况。R语言中的一些基本函数可用于查询缺失数据，另外还有一些第三方包可用于查询和处理数据缺失。

     基本的缺失值查询可以通过is.na()和complete.cases()函数，当存在缺失值NA或者NAN时is.na()返回TRUE， complete.cases()则返回FALSE。

#使用PimaIndiansDiabetes2数据集
require(mlbench)
data("PimaIndiansDiabetes2", package = 'mlbench')
#返回总的缺失值的个数和百分比（TRUE等价于1，FALSE等价于0）
sum(is.na(PimaIndiansDiabetes2))
mean(is.na(PimaIndiansDiabetes2))
#统计每行的缺失个数
rowmissing <- apply(PimaIndiansDiabetes2, 1,      
function(x){sum(is.na(x))})
#统计每列的缺失个数
colmissing <- apply(PimaIndiansDiabetes2, 2, 
function(x){sum(is.na(x))})

#返回没有缺失值的行
PimaIndiansDiabetes2[complete.cases(PimaIndiansDiabetes2),]
#返回包含一个或多个缺失值的行
PimaIndiansDiabetes2[!complete.cases(PimaIndiansDiabetes2),]

     mice包函数md.pattern(x)，可以以矩阵或者数据框的形式展示缺失值。输出的表格中，1表示列中不存在缺失值，0表示存在缺失值。返回的第一列表示缺失值模式的实例个数，最后一列表示各模式有缺失值的变量个数，最后一行表示每列缺失值的个数，整个表格最右下角的值表示总的缺失值个数。

require(mice)
md.pattern(PimaIndiansDiabetes2)

      

     除此之外，VIM包中的aggr函数可以对缺失值进行可视化探索。参数prop为TRUE图形中显示缺失值比例， 为FALSE显示缺失值个数， 默认combined = FALSE，输出两张图，左侧为缺失值数量的柱状图。

require(VIM)
aggr(PimaIndiansDiabetes2, prop = FALSE, number = TRUE)

      设置combined为TRUE，上述图形合并为一张图，表示缺失值数量的柱状图合并到图形上方。

aggr(PimaIndiansDiabetes2, prop = FALSE, number = TRUE, combined = TRUE)

     了解缺失值的基本分布情况后，往往需要更进一步了解缺失值产生的原因，可以通过查询缺失值的关联性，即一些关联性的缺失。

#转换数据框中元素为0，1形式，1表示数据缺失，0表示未缺失
pd <- as.data.frame(abs(is.na(PimaIndiansDiabetes2)))
#找出所有包含缺失值的列
pd_missing <- pd[, sapply(pd, function(x) {any( x == 1)})]
#含缺失数据的变量之间的相关系数
cor(pd_missing)

     分析过缺失值后，需要进一步的处理缺失数据，例如删除缺失率较高的变量，或者对于缺失较少的数据进行插补，常见的如使用均值，中位数或者众数填补，另外也可以使用其它方法如装袋法，这里简单实现下装袋法。

require(caret)
#装袋法对缺失值插补
preproc <- preProcess(PimaIndiansDiabetes2[-9], 
method="bagImpute")
data <- predict(preproc, PimaIndiansDiabetes2[-9])
data$diabetes <- PimaIndiansDiabetes2[, 9]

    上述为一些基本的缺失值探索和处理方法，欢迎交流学习。