手把手教你完成四类数据清洗操作

发布时间：2022-03-01 14:42 所属栏目：125 来源：互联网

导读：一、缺失值清洗相信大家都听说过这样一句话：废料进、废品出(Garbage in, Garbage out)。如果模型基于错误的、无意义的数据建立，那么这个模型也会出错。因此，如果源数据带有缺失值(NaN)，就需要在数据预处理中进行清洗。缺失值是最常见的数据问题，有很

　　一、缺失值清洗
　　相信大家都听说过这样一句话：废料进、废品出(Garbage in, Garbage out)。如果模型基于错误的、无意义的数据建立，那么这个模型也会出错。因此，如果源数据带有缺失值(NaN)，就需要在数据预处理中进行清洗。缺失值是最常见的数据问题，有很多处理缺失值的方法，一般均按照以下四个步骤进行。

　　1. 确定缺失值范围
　　具体代码如下：

　　复制
　　# 检查数据缺失情况
　　def check_missing_data(df):
　　    return df.isnull().sum().sort_values(ascending = False)
　　check_missing_data(rawdata)
　　Income            1
　　Age               1
　　Online Shopper    0
　　Region            0
　　dtype: int64
　　
　　比如我们有一组网购记录信息，其中包括每个用户在不同时间段的操作。当我们希望对每个用户进行分析的时候，用户名(UserID)就是不可或缺的，那么缺失用户名的数据很可能需要被清除。但如果我们不需要精确到对个人行为进行分析，那么用户名就没那么必要了。

　　所以在缺失值补全的操作前，探索数据和深入了解数据库是必要的。我们必须清楚每个变量所代表的含义，以及分析的问题可能关联的数据。在一个非常复杂的数据库中，在解决某个实际问题时，通常不需要所有的变量参与运算。

　　2. 去除不需要的字段
　　本步骤将减少数据维度，剔除一些明显与数据分析任务不匹配的数据，让与任务相关的数据更为突出。注意，最好不要更改原始数据，只是在下一步处理前提取出用于分析的数据。

　　
　　3. 填充缺失内容
　　具体代码如下：

　　复制
　　test1 = rawdata.copy()# 将更改前的数据进行备份
　　test1 = test1.head(3)# 提取前三行进行测试
　　test1 = test1.dropna()# 去除数据中有缺失值的行
　　print(test1)
　　test1
　　     name      toy      born
　　0    Andy      NaN      NaN
　　1    Cindy     Gun      1998-12-25
　　2    Wendy     Gum      NaN
　　test1 = test1.dropna(axis=0)# 去除数据中有缺失值的行
　　     name      toy      born
　　1    Cindy     Gun      1998-12-25
　　test1 = test1.dropna(axis='columns')# 去除数据中有缺失值的列
　　     name
　　0    Andy
　　1    Cindy
　　2    Wendy
　　test1 = test1.dropna(how='all')# 去除数据完全缺失的行
　　test1 = test1.dropna(thresh=2)# 保留行中至少有两个值的行
　　test1 = test1.dropna(how='any')# 去除数据中含有缺失值的行
　　test1 = test1.dropna(how='any',subset=['toy'])# 去除toy列中含有缺失值的行
　　test1.dropna(inplace=True)# 在这个变量名中直接保存结果
　　在实际应用中，第2步和第3步的操作通常协同进行，在判断完维度相关性与重要性后，对想要保留的维度进行填充，最后对数据行进行必要的清洗，以避免可进行填充的有效字段在清洗时被剔除。

　　1)以同一指标的计算结果(均值、中位数、众数等)填充缺失值。代码如下：

　　复制
　　test1 = test1.fillna(test1.mean())# 用均值填充缺失值
　　test1 = test1.fillna(test1.median())# 用中位数填充缺失值
　　test1 = test1.fillna(test1.mode())# 用众数填充缺失值
　　 2)通过找寻带有缺失值的变量与其他数据完整的变量之间的关系进行建模，使用计算结果进行填充(这一方法较为复杂，而且结果质量可能参差不齐，可在后期习得数据建模技巧后进行尝试)。

　　3)以其他变量的计算结果填充缺失值。举个最简单的例子：年龄字段缺失，但是有屏蔽后六位的身份证号信息，那么就可以轻松找出出生年月，算出目前年龄。

　　4)以业务知识或经验推测填充缺失值。

　　4. 重新取数
　　如果某些变量非常重要同时缺失率高，那就需要和取数人员或业务人员进行沟通，了解是否有其他渠道可以取到相关数据。
　　
　　
　　从图3-7可以看出，这10行数据中第4行和第6行的部分值显示为NaN，也就是数据发生缺失。有时数据本身可能并不是在缺失值位置上留空，而是用0对空缺位置进行填充，根据对数据的理解我们也可以分辨出是否需要对0值数据进行统计和转换。

　　二、格式内容清洗
　　如果数据是由系统日志而来的，那么通常会在格式和内容方面与元数据的描述保持一致。而如果数据是由人工收集或用户填写而来的，则有很大可能会在格式和内容上存在问题。简单来说，格式和内容的问题有以下几类。

　　1. 时间、日期、数值、全半角等格式不一致
　　这种问题通常与输入端有关，在整合多来源数据时也有可能遇到，将其处理成一致的格式即可。

　　2. 数据值含有“非法”字符
　　字段中的值通常是有范围的，有些字符不适合出现在某些字段中，比如：

　　身份证号必须是数字+字母。

　　中国人姓名只能为汉字(李A、张C这种情况是少数)。

　　出现在头、尾、中间的空格。

　　解决这类问题时，需要以半自动校验半人工方式来找出可能存在的问题，并去除不合适的字符。

　　
　　三、逻辑错误清洗
　　这一步工作的目的是去掉一些使用简单逻辑推理就可以直接发现问题的数据，防止由此导致分析结果偏差。逻辑错误清洗主要包含以下几个步骤。

　　1. 去重
　　由于格式不同，原本重复的数据被认为并非重复而没能成功剔除，比如由于空格导致算法认为“刘翔”和“刘　翔”不是一个人，去重失败。由于重名的情况很常见，即使中间空格被去掉后两条数据的值一致，也很难直接决定将第二条数据删除，这时就需要比较其他字段的值。

　　还有由于关键字值输入时发生错误导致原本一致的信息被重复录入，也需要借助其他字段对内容进行查重。比如“ABC银行”与“ABC銀行”，单看名字可以看出这两条信息大概率是重复的，但只有对比其他信息才能确保去重的正确性，比如对比两家公司的电话与地址是否完全相同。如果数据不是人工录入的，那么简单去重即可。

　　2. 去除不合理值
　　如果字段内取值超过合理范围，比如“年龄：180岁;籍贯：火星”，则这种数据要么删掉，要么按缺失值处理。当然最好的做法是在前期收集这种字段的数据时让用户在有限范围内进行选取，以避免此情况出现。可以通过异常值查找去除不合理值。
　　
　　四、维度相关性检查
　　当数据库中有多个变量时，我们需要考虑变量之间的相互联系，而相关性就是用来表示定性变量或定量变量之间关系的。相关性研究可以帮助我们了解变量之间的关联性。比如：

　　每日食品中卡路里摄入量跟体重很有可能有较大的相关性;
　　子女和父母血型之间具有高关联性;
　　学习的时间长度和考试成绩通常也有高关联性。
　　
　　

（编辑：ASP站长网）