在实际应用中,数据集中经常会存在缺失值,也就是某些数据项的值并未填充或者填充不完整。缺失值的存在可能会对后续的数据分析和建模产生影响,因此需要进行处理。
(相关资料图)
pandas
提供了多种方法来处理缺失值,例如删除缺失值、填充缺失值等。删除缺失值可能会导致数据量减少,填充缺失值则能够尽量保留原始数据集的完整性,从而提高数据分析和建模的准确性和可靠性。
当数据集中存在缺失值时,我们通常需要进行以下操作:
检查缺失值的数量和分布情况,了解缺失值对数据的影响程度。根据数据的类型和业务需求,选择合适的缺失值处理方法,并对缺失值进行处理。在处理缺失值的同时,要注意保持数据集的一致性和完整性。处理完缺失值后,可以进行后续的数据分析和建模,从而得出更准确和可靠的结论。1. 缺失值统计首先我们随机创建一个包含缺失值的测试数据集,这里用到之前介绍过的创建测试数据的技巧。
import pandas as pddef get_random_missing_data(): df = pd.util.testing.makeMissingDataframe() return df[df.isna().any(axis=1)]df = get_random_missing_data()df
这里我封装了一个简单的函数get_random_missing_data
,通过这个函数,可以创建一个每行至少有一个缺失值的数据集。注意:这是随机创建的数据集,所以每次运行的结果会不一样。
统计缺失值很简单,首先通过isna
函数找出所有缺失的值,然后可以使用sum
或者mean
来统计缺失的数量和比例。
df.isna().sum()
sum
函数返回的是每一列缺失值的数量。
df.isna().mean()
mean
函数返回的值可以看做每一列缺失值占的比例。
处理缺失值时,有些场景为了保证数据的完整性,只能删掉有缺失的数据。删除缺失值有2个重要的参数:how
和 axis
。
how
有2个可选值:
axis
也有2个可选值:
how="any"
,axis=0
的情况:每行数据中只要有一个缺失值就删除该行。
df = pd.DataFrame( { "A": [1, 2, 3, np.nan], "B": [1, np.nan, 3, 4], "C": [1, 2, np.nan, 4], "D": [1, 2, 3, 4], })df.dropna(how="any", axis=0)
how="all"
,axis=0
的情况:每行数据中,全部值都缺失的行才删除。
df = pd.DataFrame( { "A": [1, np.nan, 3, np.nan], "B": [1, np.nan, 3, 4], "C": [1, np.nan, np.nan, 4], "D": [1, np.nan, 3, 4], })df.dropna(how="all", axis=0)
how="any"
,axis=1
的情况:每列数据中只要有一个缺失值就删除该列。
df = pd.DataFrame( { "A": [1, 2, 3, np.nan], "B": [1, np.nan, 3, 4], "C": [1, 2, np.nan, 4], "D": [1, 2, 3, 4], })df.dropna(how="any", axis=1)
how="all"
,axis=1
的情况:每列数据中,全部值都缺失的列才删除。
df = pd.DataFrame( { "A": [np.nan, np.nan, np.nan, np.nan], "B": [1, np.nan, 3, 4], "C": [1, 2, np.nan, 4], "D": [1, np.nan, 3, 4], })df.dropna(how="all", axis=1)
3. 填充缺失值填充缺失值一般使用fillna
函数指定填充什么样的值。比如:
df = pd.DataFrame( { "A": [1, 2, 3, np.nan], "B": [1, np.nan, 3, 4], "C": [1, 2, np.nan, 4], "D": [1, 2, 3, 4], })df.fillna(-1)
这里是用 -1
来填充的,根据实际情况可以使用任意合适的值来填充。
除了 fillna
函数之外,还有一个interpolate
函数,能够更加合理的填充缺失值。
df = pd.DataFrame( { "A": [1, 3, 4, np.nan], "B": [2, np.nan, 2, 4], "C": [3, 3, np.nan, 3], "D": [4, 1, np.nan, 4], })df.interpolate()
每个缺失值都是它上下两行的值的平均值。
如果只有上面行的值,那就直接用上面行的值。这里有个注意的地方:如果是第一行有缺失的话,那么是无法填充的。比如:
df = pd.DataFrame( { "A": [np.nan, 3, np.nan, np.nan], "B": [2, np.nan, 2, 4], "C": [3, 3, np.nan, 3], "D": [4, 1, np.nan, 4], })df.interpolate()
第一行的缺失值没有上一行可以参照,还是维持原来缺失的状态。所以使用 interpolate
进行填充时,注意第一行的缺失值状态,可以用 fillna
先处理第一行。