Python中數(shù)據(jù)清洗與處理的常用方法小結

更新時間：2025年02月18日 09:25:49 作者：大懶貓軟件

數(shù)據(jù)清洗與處理是數(shù)據(jù)分析的重要步驟,確保數(shù)據(jù)的準確性和一致性,這篇文章為大家整理了Python中一些常用的數(shù)據(jù)清洗與處理方法,需要的可以參考下

數(shù)據(jù)清洗與處理是數(shù)據(jù)分析的重要步驟，確保數(shù)據(jù)的準確性和一致性。Python 提供了多種工具和方法來處理數(shù)據(jù)，其中 pandas 是最常用的數(shù)據(jù)處理庫。以下是一些常用的數(shù)據(jù)清洗與處理方法，結合具體代碼實現(xiàn)和理論解釋。

1. 數(shù)據(jù)導入與導出

pandas 支持多種數(shù)據(jù)格式的導入與導出，如 CSV、Excel、JSON 等。

import pandas as pd

# 從 CSV 文件導入數(shù)據(jù)
df = pd.read_csv('data.csv')

# 從 Excel 文件導入數(shù)據(jù)
df_excel = pd.read_excel('data.xlsx', sheet_name='Sheet1')

# 從 JSON 文件導入數(shù)據(jù)
df_json = pd.read_json('data.json')

# 導出到 CSV 文件
df.to_csv('output.csv', index=False)

# 導出到 Excel 文件
df.to_excel('output.xlsx', sheet_name='Sheet1', index=False)

# 導出到 JSON 文件
df.to_json('output.json', orient='records', lines=True)

2. 處理缺失值

缺失值是數(shù)據(jù)集中常見的問題，pandas 提供了多種方法處理缺失值。

# 檢測缺失值
print(df.isnull().sum())  # 檢查每列的缺失值數(shù)量
print(df.isnull().values.any())  # 檢查整個 DataFrame 是否有缺失值

# 刪除缺失值
df_cleaned = df.dropna()  # 刪除包含任何缺失值的行
df_cleaned = df.dropna(how='all')  # 刪除所有列都為缺失值的行

# 填充缺失值
df_filled = df.fillna(0)  # 用特定值填充缺失值
df_filled = df.fillna(method='ffill')  # 用前一個有效值填充缺失值
df_filled = df.fillna(method='bfill')  # 用后一個有效值填充缺失值

3. 處理重復值

重復值可能會影響分析結果，pandas 提供了便捷的方法去除重復數(shù)據(jù)。

# 查看重復行
duplicates = df[df.duplicated()]
print(duplicates)

# 刪除重復行，保留第一次出現(xiàn)
df_unique = df.drop_duplicates()

4. 數(shù)據(jù)類型轉換

數(shù)據(jù)類型轉換是數(shù)據(jù)清洗中的常見操作，確保數(shù)據(jù)格式符合分析需求。

# 將某列轉換為整數(shù)類型
df['age'] = df['age'].astype(int)

# 將某列轉換為日期類型
df['date'] = pd.to_datetime(df['date'], errors='coerce')

5. 異常值處理

異常值是指那些與其他數(shù)據(jù)明顯不同的值，可能會對分析結果產生負面影響。

# 使用 IQR 方法檢測和處理異常值
Q1 = df.quantile(0.25)
Q3 = df.quantile(0.75)
IQR = Q3 - Q1
df = df[~((df < (Q1 - 1.5 * IQR)) | (df > (Q3 + 1.5 * IQR))).any(axis=1)]

6. 數(shù)據(jù)標準化與歸一化

數(shù)據(jù)標準化和歸一化是數(shù)據(jù)預處理的重要步驟，有助于提升模型性能。

from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler

# 數(shù)據(jù)歸一化
scaler = MinMaxScaler()
df['salary_normalized'] = scaler.fit_transform(df[['salary']])

7. 文本清洗

文本數(shù)據(jù)可能包含多余的空格、特殊字符等，需要進行清洗。

# 去掉兩端空格
df['title'] = df['title'].str.strip()

# 替換特定字符
df['title'] = df['title'].str.replace('[^a-zA-Z0-9\s]', '', regex=True)

# 轉換為小寫
df['title'] = df['title'].str.lower()

8. 數(shù)據(jù)分組統(tǒng)計

按特定列分組并進行統(tǒng)計分析。

# 按列分組求均值
grouped = df.groupby('author')['price'].mean()
print(grouped)

9. 數(shù)據(jù)分箱

將連續(xù)變量分段，賦予分類標簽。

# 按價格分箱
bins = [0, 10, 20, 30]
labels = ['低', '中', '高']
df['price_level'] = pd.cut(df['price'], bins=bins, labels=labels, right=False)

總結

數(shù)據(jù)清洗與處理是數(shù)據(jù)分析中的重要步驟，確保數(shù)據(jù)的準確性和一致性。Python 的 pandas 庫提供了豐富的工具和方法來處理數(shù)據(jù)，包括處理缺失值、重復值、異常值，數(shù)據(jù)類型轉換，文本清洗，數(shù)據(jù)分組統(tǒng)計等。通過這些方法，可以有效提高數(shù)據(jù)質量，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和機器學習模型訓練奠定基礎。

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