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在實際應用中對于數據進行分析的時候,經常能看見缺失值,下面來介紹一下如何利用pandas來處理缺失值。常見的缺失值處理方式有,過濾、填充。
一、缺失值的判斷
pandas使用浮點值NaN(Not a Number)表示浮點數和非浮點數組中的缺失值,同時python內置None值也會被當作是缺失值。
a、Series的缺失值判斷
s = Series(["a","b",np.nan,"c",None]) print(s) ''' 0 a 1 b 2 NaN 3 c 4 None ''' #判斷缺失值,如果是則返回True,否則返回False print(s.isnull()) ''' 0 False 1 False 2 True 3 False 4 True ''' #輸出缺失值的索引和值 print(s[s.isnull()]) ''' 2 NaN 4 None '''
b、DataFrame的缺失值判斷
a = [[1,np.nan,2],[3,4,None]] data = DataFrame(a) #DataFrame的None值變成了NaN print(data) ''' 0 1 2 0 1 NaN 2.0 1 3 4.0 NaN ''' print(data.isnull()) ''' 0 1 2 0 False True False 1 False False True ''' print(data[data.isnull()]) ''' 0 1 2 0 NaN NaN NaN 1 NaN NaN NaN '''
注意:在使用Series和DataFrame的時候,如果其中有值為None,Series會輸出None,而DataFrame會輸出NaN,但是對空值判斷沒有影響。DataFrame使用isnull方法在輸出空值的時候全為NaN,因為DataFrame對于False對應的位置,輸出值會使用NaN代替,而Series對于Fasel對應的位置是沒有輸出值的。
二、過濾缺失數據
a、Series的缺失值過濾
s = Series(["a","b",np.nan,"c",None]) #通過使用notnull方法來獲取非缺失數據 print(s[s.notnull()]) ''' 0 a 1 b 3 c ''' #使用dropna方法刪除缺失數據,返回一個刪除后的Series print(s.dropna()) ''' 0 a 1 b 3 c ''' #并沒有在原來的Series上進行直接刪除 print(s) ''' 0 a 1 b 2 NaN 3 c 4 None ''' #通過設置inplace參數為True,在原Series上進行刪除,不會返回Series print(s.dropna(inplace=True)) #None print(s) ''' 0 a 1 b 3 c '''
b、DataFrame的缺失值過濾
DataFrame刪除缺失值相對于Series而言就要復雜一些,也許有的時候你是想刪除含有缺失值的行或列,也許有時候你需要刪除的是,當整行或整列全為缺失值的時候才刪除,好在pandas對于這兩種情況都有相對應的處理方法。
1、刪除含有缺失值的行和列
a = [[1, np.nan, 2],[9,None,np.nan],[3, 4, None],[5,6,7]] data = DataFrame(a) print(data) ''' 0 1 2 0 1 NaN 2.0 1 9 NaN NaN 2 3 4.0 NaN 3 5 6.0 7.0 ''' #使用dropna方法刪除含有缺失值的行,默認是行 print(data.dropna()) ''' 0 1 2 3 5 6.0 7.0 ''' #刪除含有缺失值的列 print(data.dropna(axis=1)) ''' 0 0 1 1 9 2 3 3 5 '''
2、刪除全為NaN的行和列
a = [[1, np.nan, 2],[np.nan,None,np.nan],[3, None, None],[5,None,7]] data = DataFrame(a) print(data) ''' 0 1 2 0 1.0 NaN 2.0 1 NaN NaN NaN 2 3.0 NaN NaN 3 5.0 NaN 7.0 ''' #當行全為NaN的時候,才刪除,參數how默認是any,含有缺失值就刪除 print(data.dropna(how="all")) ''' 0 1 2 0 1.0 NaN 2.0 2 3.0 NaN NaN 3 5.0 NaN 7.0 ''' #當列全為NaN的時候,才刪除 print(data.dropna(how="all",axis=1)) ''' 0 2 0 1.0 2.0 1 NaN NaN 2 3.0 NaN 3 5.0 7.0 '''
dropna方法的inplace的設置與Series一樣。
3、指定刪除數據后顯示部分數據觀察
a = [[1, np.nan, 2],[np.nan,None,np.nan],[3, None, None],[5,None,7]] data = DataFrame(a) print(data) ''' 0 1 2 0 1.0 NaN 2.0 1 NaN NaN NaN 2 3.0 NaN NaN 3 5.0 NaN 7.0 ''' #當行全為NaN的時候,才刪除,參數how默認是any,含有缺失值就刪除 print(data.dropna(how="all")) ''' 0 1 2 0 1.0 NaN 2.0 2 3.0 NaN NaN 3 5.0 NaN 7.0 ''' #通過thresh參數來控制顯示刪除數據的條數,刪除列的時候thresh參數無效 print(data.dropna(how="all",thresh=2)) ''' 0 1 2 0 1.0 NaN 2.0 3 5.0 NaN 7.0 '''
三、填充缺失值
數據都是寶貴的,也許有時候你的數據不夠多,因為數據越多對于模型的訓練,數據分析都是有好處的,所以很多的時候我們都不想刪除數據。通常情況下,也許你會選擇用一些特殊值來填充缺失值。下面介紹使用pandas的fillna方法來填充缺失數據。
1、指定特殊值填充缺失值
a = [[1, 2, 2],[3,None,6],[3, 7, None],[5,None,7]] data = DataFrame(a) print(data) ''' 0 1 2 0 1 2.0 2.0 1 3 NaN 6.0 2 3 7.0 NaN 3 5 NaN 7.0 ''' #用0填充所有的缺失數據 print(data.fillna(0)) ''' 0 1 2 0 1 2.0 2.0 1 3 0.0 6.0 2 3 7.0 0.0 3 5 0.0 7.0 '''
2、不同列使用不同的填充值
a = [[1, 2, 2],[3,None,6],[3, 7, None],[5,None,7]] data = DataFrame(a) print(data) ''' 0 1 2 0 1 2.0 2.0 1 3 NaN 6.0 2 3 7.0 NaN 3 5 NaN 7.0 ''' print(data.fillna({1:1,2:2})) ''' 0 1 2 0 1 2.0 2.0 1 3 1.0 6.0 2 3 7.0 2.0 3 5 1.0 7.0 '''
3、前向填充和后向填充
a = [[1, 2, 2],[3,None,6],[3, 7, None],[5,None,7]] data = DataFrame(a) print(data) ''' 0 1 2 0 1 2.0 2.0 1 3 NaN 6.0 2 3 7.0 NaN 3 5 NaN 7.0 ''' #前向填充,使用默認是上一行的值,設置axis=1可以使用列進行填充 print(data.fillna(method="ffill")) ''' 0 1 2 0 1 2.0 2.0 1 3 2.0 6.0 2 3 7.0 6.0 3 5 7.0 7.0 ''' #后向填充,使用下一行的值,不存在的時候就不填充 print(data.fillna(method="bfill")) ''' 0 1 2 0 1 2.0 2.0 1 3 7.0 6.0 2 3 7.0 7.0 3 5 NaN 7.0 '''
4、使用列的平均值進行填充
a = [[1, 2, 2],[3,None,6],[3, 7, None],[5,None,7]] data = DataFrame(a) print(data) ''' 0 1 2 0 1 2.0 2.0 1 3 NaN 6.0 2 3 7.0 NaN 3 5 NaN 7.0 ''' print(data.fillna(data.mean())) ''' 0 1 2 0 1 2.0 2.0 1 3 4.5 6.0 2 3 7.0 5.0 3 5 4.5 7.0 '''
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