Pandas-缺失值处理

在一些数据分析业务中，数据缺失是我们经常遇见的问题，缺失值会导致数据质量的下降，从而影响模型预测的准确性，这对于机器学习和数据挖掘影响尤为严重。因此妥善的处理缺失值能够使模型预测更为准确和有效。

缺失值处理

构建数据集

import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(np.random.randn(5, 3), index=[1, 3, 5, 7,8],columns=('F1','F2','F3'))
df = df.reindex([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
print(df)

 利用reindex形成缺失数据

检查缺失值

为了使检测缺失值变得更容易，Pandas 提供了 isnull() 和 notnull() 两个函数，它们同时适用于 Series 和 DataFrame 对象。

import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(np.random.randn(5, 3), index=[1, 3, 5, 7,8],columns=('F1','F2','F3'))
df = df.reindex([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
print(df['F1'].isnull())
print(df['F1'].notnull()) 

缺失数据计算

计算缺失数据时，需要注意两点：首先数据求和时，将 NA 值视为 0 ，其次，如果要计算的数据为 NA，那么结果就是 NA。示例如下：

import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(np.random.randn(5, 3), index=[1, 3, 5, 7,8],columns=('F1','F2','F3'))
df = df.reindex([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
print (df['F1'].sum())
print()

0.9233128233237275

清理并填充缺失值

Pandas 提供了多种方法来清除缺失值。fillna() 函数可以实现用非空数据“填充”NaN 值。

1) 用标量值替换NaN值

下列程序将 NaN 值 替换为了 0，如下所示：

print (df.fillna(0))
print (df['F1'].sum())

2) 向前和向后填充NA

 ffill() 向前填充和 bfill() 向后填充，使用这两个函数也可以处理 NA 值。示例如下：

import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(np.random.randn(5, 3), index=[1, 3, 5, 7,8],columns=('F1','F2','F3'))
df = df.reindex([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
print(df)
print (df.fillna(method='ffill'))

 可以采用向后填充的方法

import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(np.random.randn(5, 3), index=[1, 3, 5, 7,8],columns=('F1','F2','F3'))
df = df.reindex([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
print(df)
print (df.fillna(method='bfill'))

3) 使用replace替换通用值

在某些情况下，您需要使用 replace() 将 DataFrame 中的通用值替换成特定值，这和使用 fillna() 函数替换 NaN 值是类似的。示例如下：

import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame({'one':[10,20,30,40,50,-999], 'two':[-1111,0,30,40,50,60]})
#使用replace()方法
print (df.replace({-999:10,-1111:60,0:20}))

删除缺失值

如果想删除缺失值，那么使用 dropna() 函数与参数 axis 可以实现。在默认情况下，按照 axis=0 来按行处理，这意味着如果某一行中存在 NaN 值将会删除整行数据。示例如下：

import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.DataFrame(np.random.randn(5, 3), index=[1, 3, 5, 7,8],columns=('F1','F2','F3'))
df = df.reindex([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
print(df)
print (df.dropna())