三个Python常用的数据清洗处理方式总结

Sir 老王 2022-12-20 我要评论

关于python数据处理过程中三个主要的数据清洗说明，分别是缺失值/空格/重复值的数据清洗。

这里还是使用pandas来获取excel或者csv的数据源来进行数据处理。若是没有pandas的非标准库需要使用pip的方式安装一下。

pip install pandas

准备一下需要处理的脏数据，这里选用的是excel数据，也可以选择其他的格式数据，下面是源数据截图。

使用pandas的read_excel()函数读取出我们需要处理的data.xlsx文件。

# Importing the pandas library and giving it an alias of pd.
import pandas as pd

# Reading the excel file and storing it in a variable called `result_`
result_ = pd.read_excel('D:/test/data.xlsx')

# Printing the dataframe.
print(result_)

注意，若是新的python环境直接安装pandas模块后执行上面的读取excel数据代码可能会出现没有openpyxl模块的情况。

这时候，我们使用pip的方式再次安装一下openpyxl即可。

pip install openpyxl

完成后再次执行读取excel数据的代码块会成功的返回结果。

#           姓名    年龄    班级   成绩 表现
# 0   Python 集中营  10  1210   99  A
# 1   Python 集中营  11  1211  100  A
# 2   Python 集中营  12  1212  101  A
# 3   Python 集中营  13  1213  102  A
# 4   Python 集中营  14  1214  103  A
# 5   Python 集中营  15  1215  104  A
# 6   Python 集中营  16  1216  105  A
# 7   Python 集中营  17  1217  106  A
# 8   Python 集中营  18  1218  107  A
# 9   Python 集中营  19  1219  108  A
# 10  Python 集中营  20  1220  109  A
# 11  Python 集中营  21  1221  110  A
# 12  Python 集中营  22  1222  111  A
# 13  Python 集中营  23  1223  112  A
# 14  Python 集中营  24  1224  113  A
# 15  Python 集中营  25  1225  114  A
# 16  Python 集中营  26  1226  115  A
# 17  Python 集中营  27  1227  116  A
# 18  Python 集中营  28  1228  117  A
#
# Process finished with exit code 0

准备好数据源之后，我们使用三个方式来完成对源数据的数据清洗。

1. strip函数清除空格

首先，将所有的列名称提取出来，使用DataFrame对象的columns函数进行提取。

# Extracting the column names from the dataframe and storing it in a variable called `columns_`.
columns_ = result_.columns.values

# Printing the column names of the dataframe.
print(columns_)

# ['  姓名  ' '年龄' '班级' '成绩' '表现']

从列名称的打印结果发现'姓名'这一列是存在空格的，我们直接查找列名称是找不到的，因为需要对列名称的空格进行数据清洗。

为了减少代码块的使用，我们这里直接使用列表推导式的方式对列名称的空格进行清洗。

# A list comprehension that is iterating over the `columns_` list and stripping the whitespaces from each element of the
# list.
result_.columns = [column_name.strip() for column_name in columns_]

# Printing the column names of the dataframe.
print(result_.columns.values)

# ['姓名' '年龄' '班级' '成绩' '表现']

经过数据清洗后，发现所有的列名称空格情况已经被全部清洗了。若是存在某个列中的值空格需要清洗也可以采用strip函数进行清洗。

2. duplicated函数清除重复数据

关于重复数据的判断有两种情况，一种是两行完全相同的数据即为重复数据。另外一种则是部分相同指的是某个列的数据是相同的需要清洗。

# The `duplicated()` function is returning a boolean series that is True if the row is a duplicate and False if the row is
# not a duplicate.
repeat_num = result_.duplicated().sum()

# Printing the number of duplicate rows in the dataframe.
print(repeat_num)

# 1

通过上面的duplicated().sum()函数得到的是两个完全相同的数据行是多少。

接着则可以对源数据进行实际意义上的删除，使用DataFrame对象的drop_duplicates函数进行删除。

# The `drop_duplicates()` function is dropping the duplicate rows from the dataframe and the `inplace=True` is
# modifying the dataframe in place.
result_.drop_duplicates(inplace=True)

# Printing the dataframe.
print(result_)

#            姓名  年龄    班级   成绩 表现
# 0   Python 集中营  10  1210   99  A
# 1   Python 集中营  11  1211  100  A
# 2   Python 集中营  12  1212  101  A
# 3   Python 集中营  13  1213  102  A
# 4   Python 集中营  14  1214  103  A
# 5   Python 集中营  15  1215  104  A
# 6   Python 集中营  16  1216  105  A
# 7   Python 集中营  17  1217  106  A
# 8   Python 集中营  18  1218  107  A
# 9   Python 集中营  19  1219  108  A
# 10  Python 集中营  20  1220  109  A
# 11  Python 集中营  21  1221  110  A
# 12  Python 集中营  22  1222  111  A
# 13  Python 集中营  23  1223  112  A
# 14  Python 集中营  24  1224  113  A
# 15  Python 集中营  25  1225  114  A
# 16  Python 集中营  26  1226  115  A
# 17  Python 集中营  27  1227  116  A

因为最后一行和第一行的数据是完全相同的，因此最后一行的数据已经被清洗掉了。

一般在数据清洗删除重复值之后需要重置索引，避免索引产生不连续性。

# The `range(result_.shape[0])` is creating a list of numbers from 0 to the number of rows in the dataframe.
result_.index = range(result_.shape[0])

# The `print(result_.index)` is printing the index of the dataframe.
print(result_.index)

# RangeIndex(start=0, stop=18, step=1)

3. 数据缺失值补全

一般查看DataFrame数据对象的缺失值就是通过使用isnull函数来提取所有数据缺失的部分。

# The `isnull()` function is returning a boolean series that is True if the value is missing and False if the value
# is not missing.
sul_ = result_.isnull()

# The `print(sul_)` is printing the boolean series that is True if the value is missing and False if the value is not
# missing.
print(sul_)

#        姓名     年龄     班级     成绩     表现
# 0   False  False  False  False  False
# 1   False  False  False  False  False
# 2   False  False  False  False  False
# 3   False  False  False  False  False
# 4   False  False  False  False  False
# 5   False  False  False  False  False
# 6   False  False  False  False  False
# 7   False  False  False  False  False
# 8   False  False  False  False  False
# 9   False  False  False  False  False
# 10  False  False  False  False  False
# 11  False  False  False  False  False
# 12  False  False  False  False  False
# 13  False  False  False  False  False
# 14  False  False  False  False  False
# 15  False  False  False  False  False
# 16  False  False  False  False  False
# 17  False  False  False  False  False

返回的每一个单元格数据结果为False则代表这个单元格的数据是没有缺失的，或者也可以使用notnull来反向查看。

使用isnull函数不想显示很多的列表数据时，可以使用sum函数进行统计。

# The `isnull_sum = result_.isnull().sum()` is returning a series that is the sum of the boolean series that is True if
# the value is missing and False if the value is not missing.
isnull_sum = result_.isnull().sum()

# The `isnull_sum = result_.isnull().sum()` is returning a series that is the sum of the boolean series that is True if
# the value is missing and False if the value is not missing.
print(isnull_sum)

# 姓名    0
# 年龄    0
# 班级    0
# 成绩    0
# 表现    0
# dtype: int64

通过isnull函数处理后使用sum函数进行统计，统计后会返回每一列的数据单元格为空的个数。

接下来就是数据值的填补过程，通常可以筛选每一列中的空值填补固定的数据。

# The `result_.loc[result_.姓名.isnull(), '姓名']` is returning a series that is the values of the column `姓名`
# where the values are missing. The `'Python 集中营'` is the value that is being assigned to the series.
result_.loc[result_.姓名.isnull(), '姓名'] = 'Python 集中营'

# Printing the dataframe.
print(result_)

#             姓名  年龄    班级   成绩 表现
# 0   Python 集中营  10  1210   99  A
# 1   Python 集中营  11  1211  100  A
# 2   Python 集中营  12  1212  101  A
# 3   Python 集中营  13  1213  102  A
# 4   Python 集中营  14  1214  103  A
# 5   Python 集中营  15  1215  104  A
# 6   Python 集中营  16  1216  105  A
# 7   Python 集中营  17  1217  106  A
# 8   Python 集中营  18  1218  107  A
# 9   Python 集中营  19  1219  108  A
# 10  Python 集中营  20  1220  109  A
# 11  Python 集中营  21  1221  110  A
# 12  Python 集中营  22  1222  111  A
# 13  Python 集中营  23  1223  112  A
# 14  Python 集中营  24  1224  113  A
# 15  Python 集中营  25  1225  114  A
# 16  Python 集中营  26  1226  115  A
# 17  Python 集中营  27  1227  116  A

4. 数据保存

数据清洗完成之后，可以使用DataFrame对象提供的to_csv/to_excel等函数进行特定格式的数据保存。

result_.to_excel('data.xlsx')

最后，整个数据清洗的过程就完成了！

三个Python常用的数据清洗处理方式总结

1. strip函数清除空格

2. duplicated函数清除重复数据

3. 数据缺失值补全

4. 数据保存

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