【Pandas 教程系列】- Pandas 数据清洗

龙听

数据清洗是对一些没有用的数据进行处理的过程。

很多数据集存在数据缺失、数据格式错误、错误数据或重复数据的情况，如果要使数据分析更加准确，就需要对这些没有用的数据进行处理。

在这个教程中，我们将利用 Pandas包来进行数据清洗。

本文使用到的测试数据 property-data.csv 【https://static.jyshare.com/download/property-data.csv】如下：



上表包含了四种空数据：

n/a
NA
—
na

Pandas 清洗空值

如果我们要删除包含空字段的行，可以使用 dropna() 方法，语法格式如下：

1. DataFrame.dropna(axis=0, how='any', thresh=None, subset=None, inplace=False)

复制代码

参数说明：

axis：默认为 0，表示逢空值剔除整行，如果设置参数 axis＝1 表示逢空值去掉整列。
how：默认为 'any' 如果一行（或一列）里任何一个数据有出现 NA 就去掉整行，如果设置 how='all' 一行（或列）都是 NA 才去掉这整行。
thresh：设置需要多少非空值的数据才可以保留下来的。
subset：设置想要检查的列。如果是多个列，可以使用列名的 list 作为参数。
inplace：如果设置 True，将计算得到的值直接覆盖之前的值并返回 None，修改的是源数据。
我们可以通过 isnull() 判断各个单元格是否为空。

实例

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. df = pd.read_csv('property-data.csv')
   
4. 
   
5. print (df['NUM_BEDROOMS'])
   
6. print (df['NUM_BEDROOMS'].isnull())

复制代码

以上实例输出结果如下：



以上例子中我们看到 Pandas 把 n/a 和 NA 当作空数据，na 不是空数据，不符合我们要求，我们可以指定空数据类型：

实例

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. missing_values = ["n/a", "na", "--"]
   
4. df = pd.read_csv('property-data.csv', na_values = missing_values)
   
5. 
   
6. print (df['NUM_BEDROOMS'])
   
7. print (df['NUM_BEDROOMS'].isnull())

复制代码

以上实例输出结果如下：



接下来的实例演示了删除包含空数据的行。

实例

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. df = pd.read_csv('property-data.csv')
   
4. 
   
5. new_df = df.dropna()
   
6. 
   
7. print(new_df.to_string())

复制代码

以上实例输出结果如下：



注意：默认情况下，dropna() 方法返回一个新的 DataFrame，不会修改源数据。

如果你要修改源数据 DataFrame, 可以使用 inplace = True 参数:

实例

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. df = pd.read_csv('property-data.csv')
   
4. 
   
5. df.dropna(inplace = True)
   
6. 
   
7. print(df.to_string())

复制代码

以上实例输出结果如下：



我们也可以移除指定列有空值的行：

实例

移除 ST_NUM 列中字段值为空的行：

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. df = pd.read_csv('property-data.csv')
   
4. 
   
5. df.dropna(subset=['ST_NUM'], inplace = True)
   
6. 
   
7. print(df.to_string())

复制代码

以上实例输出结果如下：



我们也可以 fillna() 方法来替换一些空字段：

实例

使用 12345 替换空字段：

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. df = pd.read_csv('property-data.csv')
   
4. 
   
5. df.fillna(12345, inplace = True)
   
6. 
   
7. print(df.to_string())

复制代码

以上实例输出结果如下：



我们也可以指定某一个列来替换数据：

实例

使用 12345 替换 PID 为空数据：

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. df = pd.read_csv('property-data.csv')
   
4. 
   
5. df['PID'].fillna(12345, inplace = True)
   
6. 
   
7. print(df.to_string())

复制代码

以上实例输出结果如下：



替换空单元格的常用方法是计算列的均值、中位数值或众数。

Pandas使用 mean()、median() 和 mode() 方法计算列的均值（所有值加起来的平均值）、中位数值（排序后排在中间的数）和众数（出现频率最高的数）。

实例

使用 mean() 方法计算列的均值并替换空单元格：

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. df = pd.read_csv('property-data.csv')
   
4. 
   
5. x = df["ST_NUM"].mean()
   
6. 
   
7. df["ST_NUM"].fillna(x, inplace = True)
   
8. 
   
9. print(df.to_string())

复制代码

以上实例输出结果如下，红框为计算的均值替换来空单元格：



实例

使用 median() 方法计算列的中位数并替换空单元格：

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. df = pd.read_csv('property-data.csv')
   
4. 
   
5. x = df["ST_NUM"].median()
   
6. 
   
7. df["ST_NUM"].fillna(x, inplace = True)
   
8. 
   
9. print(df.to_string())

复制代码

以上实例输出结果如下，红框为计算的中位数替换来空单元格：



实例

使用 mode() 方法计算列的众数并替换空单元格：

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. df = pd.read_csv('property-data.csv')
   
4. 
   
5. x = df["ST_NUM"].mode()
   
6. 
   
7. df["ST_NUM"].fillna(x, inplace = True)
   
8. 
   
9. print(df.to_string())

复制代码

以上实例输出结果如下，红框为计算的众数替换来空单元格：



Pandas 清洗格式错误数据

数据格式错误的单元格会使数据分析变得困难，甚至不可能。

我们可以通过包含空单元格的行，或者将列中的所有单元格转换为相同格式的数据。

以下实例会格式化日期：

实例

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. # 第三个日期格式错误
   
4. data = {
   
5.   "Date": ['2020/12/01', '2020/12/02' , '20201226'],
   
6.   "duration": [50, 40, 45]
   
7. }
   
8. 
   
9. df = pd.DataFrame(data, index = ["day1", "day2", "day3"])
   
10. 
    
11. df['Date'] = pd.to_datetime(df['Date'])
    
12. 
    
13. print(df.to_string())

复制代码

以上实例输出结果如下：

1.            Date  duration
   
2. day1 2020-12-01        50
   
3. day2 2020-12-02        40
   
4. day3 2020-12-26        45

复制代码

Pandas 清洗错误数据

数据错误也是很常见的情况，我们可以对错误的数据进行替换或移除。

以下实例会替换错误年龄的数据：

实例

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. person = {
   
4.   "name": ['Google', 'Runoob' , 'Taobao'],
   
5.   "age": [50, 40, 12345]    # 12345 年龄数据是错误的
   
6. }
   
7. 
   
8. df = pd.DataFrame(person)
   
9. 
   
10. df.loc[2, 'age'] = 30 # 修改数据
    
11. 
    
12. print(df.to_string())

复制代码

以上实例输出结果如下：

1.      name  age
   
2. 0  Google   50
   
3. 1  Runoob   40
   
4. 2  Taobao   30

复制代码

也可以设置条件语句：

实例

将 age 大于 120 的设置为 120:

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. person = {
   
4.   "name": ['Google', 'Runoob' , 'Taobao'],
   
5.   "age": [50, 200, 12345]   
   
6. }
   
7. 
   
8. df = pd.DataFrame(person)
   
9. 
   
10. for x in df.index:
    
11.   if df.loc[x, "age"] > 120:
    
12.     df.loc[x, "age"] = 120
    
13. 
    
14. print(df.to_string())

复制代码

以上实例输出结果如下：

1.      name  age
   
2. 0  Google   50
   
3. 1  Runoob  120
   
4. 2  Taobao  120

复制代码

也可以将错误数据的行删除：

实例

将 age 大于 120 的删除:

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. person = {
   
4.   "name": ['Google', 'Runoob' , 'Taobao'],
   
5.   "age": [50, 40, 12345]    # 12345 年龄数据是错误的
   
6. }
   
7. 
   
8. df = pd.DataFrame(person)
   
9. 
   
10. for x in df.index:
    
11.   if df.loc[x, "age"] > 120:
    
12.     df.drop(x, inplace = True)
    
13. 
    
14. print(df.to_string())

复制代码

以上实例输出结果如下：

1.      name  age
   
2. 0  Google   50
   
3. 1  Runoob   40

复制代码

Pandas 清洗重复数据

如果我们要清洗重复数据，可以使用 duplicated() 和 drop_duplicates() 方法。

如果对应的数据是重复的，duplicated() 会返回 True，否则返回 False。

实例

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. person = {
   
4.   "name": ['Google', 'Runoob', 'Runoob', 'Taobao'],
   
5.   "age": [50, 40, 40, 23]  
   
6. }
   
7. df = pd.DataFrame(person)
   
8. 
   
9. print(df.duplicated())

复制代码

以上实例输出结果如下：

1. 0    False
   
2. 1    False
   
3. 2     True
   
4. 3    False
   
5. dtype: bool

复制代码

删除重复数据，可以直接使用drop_duplicates() 方法。

实例

1. import pandas as pd
   
2. 
   
3. persons = {
   
4.   "name": ['Google', 'Runoob', 'Runoob', 'Taobao'],
   
5.   "age": [50, 40, 40, 23]  
   
6. }
   
7. 
   
8. df = pd.DataFrame(persons)
   
9. 
   
10. df.drop_duplicates(inplace = True)
    
11. print(df)

复制代码

以上实例输出结果如下：

1.      name  age
   
2. 0  Google   50
   
3. 1  Runoob   40
   
4. 3  Taobao   23

复制代码