python数据分析基础及流程回顾,重点数据预处理之异常值发现与处理

一、 python数据分析基础库的导入

基本是固定搭配

import numpy as np               #科学计算基础库,多维数组对象ndarray
import pandas as pd              #数据处理库,DataFrame(二维数组)
import matplotlib as mpl         #画图基础库
import matplotlib.pyplot as plt  #最常用的绘图库


mpl.rcParams["font.family"]="SimHei"  #使用支持的黑体中文字体
mpl.rcParams["axes.unicode_minus"]=False # 用来正常显示负号  "-"
plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] # 用来正常显示中文标签
# % matplotlib inline  #jupyter中用于直接嵌入图表,不用plt.show()
import warnings
warnings.filterwarnings("ignore") #用于排除警告
 
#用于显示使用库的版本
print("numpy_" + np.__version__)
print("pandas_" + pd.__version__)
print("matplotlib_"+ mpl.__version__)

numpy_1.17.4
pandas_0.23.4
matplotlib_2.2.3

二、基础回顾

基本使用简单描述统计1

统计:
sum, mean, std, var,
min, max, argmin, argmax
cumsum, cumprod

排序相关
sort(axis)、
unique( )

随机数生成
from numpy.random import **

numpy.random

简单的随机数据

rand(d0, d1, …, dn),

randn(d0, d1, …, dn)

sigma * np.random.randn(…) + mu

randint(low[, high, size])

random_integers(low[, high, size])

choice(a[, size, replace, p])

排列

shuffle(x) #洗牌

permutation(x) #转置

changes=pd.DataFrame(np.random.normal(loc=0.001,scale=np.sqrt(0.005),size=(100,100)))
#np.random.normal(loc=期望值,scale=标准差,size=(行个数,列个数)),
#生成期望为0.001,方差为0.005(标准差sqrt(0.005))的服从正态分布的100 rows × 100 columns个数,然后放入二维表中
#print(changes.head()) #获取前5行
display(changes.loc[:3,:3]) #切片获取前4行,前4列
#changes.plot() 简单的化一个折线图
returns = changes.cumsum(axis=0)  #cumsum(0)表示按照行进行累加
display(returns.loc[97:100,:3])
#returns.plot()简单的化一个折线图
print(returns.loc[99,].mean())#计算最后一行的均值
print(returns.loc[99,].std()) #计算最后一行的标准差
print(returns.loc[99,].var()) #计算最后一行的方差

0 1 2 3
0 -0.073265 0.027694 -0.005274 0.018362
1 -0.162326 -0.027650 0.013609 -0.002829
2 0.027491 0.108222 -0.079539 -0.007628
3 -0.063755 -0.032045 0.076477 0.084774
0 1 2 3
97 -0.621215 -0.131843 -0.440428 -1.508183
98 -0.508074 -0.243702 -0.522049 -1.435103
99 -0.447405 -0.366133 -0.471084 -1.376747
-0.0037164612652884122
0.6395170858647697
0.40898210311296734

基本使用分布函数2

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LANpGybx-1581021357095)(attachment:image.png)]

三、数据分析流程

任务描述:
–理解数据类型和数据结构
–载入数据
–清洗数据
–做简单的统计分析
–使用基础的可视化

数据分析的步骤:
–获取数据
–数据预处理
–数据分析
–数据挖掘
–可视化展现

数据预处理(数据分析和挖掘的瓶颈):
–获取数据
–载入数据
–清洗数据:异常
–清洗数据:维度
–清洗数据:粒度
–缺失值;无效值;格式转换;命名变换;类型转换

数据预处理案例

1、 理解和获取数据

# 理解和获取数据
# 头部导入库在最前面一中:此处略
df = pd.read_csv(r"E:\tips.csv",encoding='utf-8') #导入csv格式数据
display(df.sample(5))  #随机抽样5行
#某餐厅顾客消费记录
#解释数据结构:total_bill	消费, tip	小费,sex	服务员性别,smoker	是否抽烟,day	星期几,time	午餐/晚餐,size	本桌人数
total_bill tip sex smoker day time size
235 10.07 1.25 Male No Sat Dinner 2
110 14.00 3.00 Male No Sat Dinner 2
48 28.55 2.05 Male No Sun Dinner 3
133 12.26 2.00 Female No Thur Lunch 2
131 20.27 2.83 Female No Thur Lunch 2

2、数据清洗及简单统计

清洗数据:https://blog.csdn.net/weixin_41685388/article/details/103841296

# 对数据做基本统计,检查异常,看看数据质量
print("行列数:",df.shape)  #查看总的有n行,m列
print("info统计:",df.info()) #查看数据是否有缺失值,这里无
display("查看重复值:",df[df.duplicated(subset=["total_bill","tip"],keep=False)])#这组数据查看重复值没什么意义,true无重复
#df1 = df.drop_duplicates(subset=["total_bill","tip"],keep='first',inplace=False) #当然这里没必要删除
display("数值列统计:",df.describe()) # 数值列 和 非数值列  的统计结果不一样!默认统计数值列
display("非数值列统计:",df[["sex","smoker","day","time"]].describe()) #统计非数值列
行列数: (244, 7)
<class 'pandas.core.frame.DataFrame'>
RangeIndex: 244 entries, 0 to 243
Data columns (total 7 columns):
total_bill    244 non-null float64
tip           244 non-null float64
sex           244 non-null object
smoker        244 non-null object
day           244 non-null object
time          244 non-null object
size          244 non-null int64
dtypes: float64(2), int64(1), object(4)
memory usage: 13.4+ KB
info统计: None



'查看重复值:'
total_bill tip sex smoker day time size
61 13.81 2.0 Male Yes Sat Dinner 2
163 13.81 2.0 Male No Sun Dinner 2
198 13.00 2.0 Female Yes Thur Lunch 2
202 13.00 2.0 Female Yes Thur Lunch 2
'数值列统计:'
total_bill tip size
count 244.000000 244.000000 244.000000
mean 19.785943 2.998279 2.569672
std 8.902412 1.383638 0.951100
min 3.070000 1.000000 1.000000
25% 13.347500 2.000000 2.000000
50% 17.795000 2.900000 2.000000
75% 24.127500 3.562500 3.000000
max 50.810000 10.000000 6.000000
'非数值列统计:'
sex smoker day time
count 244 244 244 244
unique 2 2 4 2
top Male No Sat Dinner
freq 157 151 87 176

3、位置度量

  • -算数平均:mean

  • -中位数:median

  • -截尾均值:去除部分小/大的离散值之后再算均值

  • -M估计:估计的初衷是为了解决最小二乘法的不稳健问题,但从它的发展来看永远超越了它最初的目的,实际上它是包括了稳健估计、最小二乘估计在内的一个广义的估计类。

  • -位置估计的比较:

  • -自助法估计位置度量的变异性:

#均值和中位数比较
pd.DataFrame({"mean":df.mean(),"median":df.median()})
mean median
total_bill 19.785943 17.795
tip 2.998279 2.900
size 2.569672 2.000

4、画图检验

简单画一下箱型图,看看离群点的分布,可以根据实际业务对离群点进行处理(这里就不做处理了)

matplotlib画图库:https://blog.csdn.net/weixin_41685388/article/details/103947701

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

figure = plt.figure(num="箱型图",figsize=(12,4),dpi=80,facecolor="LightGray",edgecolor="blue",frameon=True)

total_bill = df["total_bill"]
tip = df["tip"]

axes1= plt.subplot(1,2,1)
plt.title("total_bill箱型图")
plt.xlabel("total_bill")
plt.ylabel("value")
axes1.boxplot(total_bill,sym="o",whis=1.5)

axes2= plt.subplot(1,2,2)
plt.title("tip箱型图")
plt.xlabel("tip")
plt.ylabel("value")
axes2.boxplot(tip,sym="o",whis=1.5)

plt.show()

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-V50E6KT9-1581021357099)(output_12_0.png)]

画图看一下total_bill和tip关系图,根据直方图,发现似乎有两个离群点,但这里样本量不大的情况,暂时就不做处理啦。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

figure = plt.figure(num="total_bill和tip",figsize=(12,4),dpi=80,facecolor="LightGray",edgecolor="blue",frameon=True)

x = df["tip"]
y = df["total_bill"]
axes1= plt.subplot(1,2,1)
plt.title("total_bill和tip关系图")
plt.xlabel("tip")
plt.ylabel("total_bill")
plt.grid(True, color="g", axis="both", ls="--", lw=0.5) #设置网格线
axes1.plot(x, y, 'bo')


x=df['tip']/df['total_bill']
num_bins = 25 #直方图柱子数量
axes2= plt.subplot(1,2,2)
plt.title("tip/total_bill直方图")
plt.xlabel("tip/total_bill")
plt.ylabel("数量")
plt.grid(True, color="g", axis="both", ls="--", lw=0.5) #设置网格线
n, bins, patches = axes2.hist(x, num_bins)


plt.show()

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9aVmSGS2-1581021357100)(output_14_0.png)]

画图看一下total_bill和size是否存在某种函数关系

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = df["size"]
y = df["total_bill"]

#按照size分组聚合total_bill 获取均值
g_a = df[["size","total_bill"]].groupby("size").agg(["count","sum","mean"])
x2 = g_a.index
y2 =g_a["total_bill"]["mean"]

fig, ax = plt.subplots()
plt.title("total_bill和size关系图")
plt.xlabel("size")
plt.ylabel("values")
ax.plot(x, y, 'ro',x2, y2, 'b--')
plt.legend(["total_bill","mean(total_bill)"],loc="best", frameon=False, ncol=2)

plt.show()

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-CLikMJAy-1581021357101)(output_16_0.png)]

发布了115 篇原创文章 · 获赞 120 · 访问量 2万+

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_41685388/article/details/104205284
今日推荐