4.11 数据预处理-2

本文讲述了如何在数据分析中检测和处理重复值,包括数据重复和特征重复的情况。介绍了pandas库中的duplicated()和drop_duplicates()方法用于删除重复数据,以及使用corr()方法计算特征间的相关性进行特征去重。强调了相关系数的意义,如Pearson相关系数,以及如何通过散点图和scatter_matrix来评估特征间的关系。
import pandas as pd

4.11.2 检测与处理重复值

1.数据重复

数据重复,即一个或者多个特征某几个记录的值完全相同

  • 要清洗重复数据,可以使用 duplicated()和 drop_duplicates()方法
  • 若对应的数据是重复的,duplicated() 会返回 True,否则返回 False
  • 删除重复数据,可以直接使用drop_duplicates()方法
  • pandas提供了一个名为drop_duplicates的去重方法。该方法不仅支持单一特征的数据去重,还能够依据DataFrame的其中一个或者几个特征进行去重操作。

pandas.DataFrame(Series).drop_duplicates(self, subset=None, keep='first', inplace=False) 

In [2]:

df1 = pd.DataFrame({'类型':['A','B','A','B','A'],'数目':[30,15,30,15,18]})
df1

Out[2]:

类型 数目
0 A 30
1 B 15
2 A 30
3 B 15
4 A 18

In [3]:

df1.duplicated()

Out[3]:

0    False
1    False
2     True
3     True
4    False
dtype: bool

In [4]:

df1.drop_duplicates()

Out[4]:

类型 数目
0 A 30
1 B 15
4 A 18

In [5]:

df1.drop_duplicates().reset_index(drop=True)

Out[5]:

基于STM32 F4的永磁同步电机无位置传感器控制策略研究内容概要:本文围绕基于STM32 F4的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制策略展开研究,重点探讨在不依赖物理位置传感器的情况下,如何通过算法实现对电机转子位置和速度的精确估计与控制。文中结合嵌入式开发平台STM32 F4,采用如滑模观测器、扩展卡尔曼滤波或高频注入法等先进观测技术,实现对电机反电动势或磁链的估算,进而完成无传感器矢量控制(FOC)。同时,研究涵盖系统建模、控制算法设计、仿真验证(可能使用Simulink)以及在STM32硬件平台上的代码实现与调试,旨在提高电机控制系统的可靠性、降低成本并增强环境适应性。; 适合人群:具备一定电力电子、自动控制理论基础和嵌入式开发经验的电气工程、自动化及相关专业的研究生、科研人员及从事电机驱动开发的工程师。; 使用场景及目标:①掌握永磁同步电机无位置传感器控制的核心原理与实现方法;②学习如何在STM32平台上进行电机控制算法的移植与优化;③为开发高性能、低成本的电机驱动系统提供技术参考与实践指导。; 阅读建议:建议读者结合文中提到的控制理论、仿真模型与实际代码实现进行系统学习,有条件者应在实验平台上进行验证,重点关注观测器设计、参数整定及系统稳定性分析等关键环节。
# 题目重述 根据提供的客户行为数据集(`customerData 500k (9-16)`),需从以下五个方面进行系统性分析: 1. **案例背景与目的** 2. **数据概述** 3. **数据预处理** 4. **数据分析结果与发现** 5. **结论与建议** 本报告旨在通过数据驱动方法洞察用户消费行为,为企业营销策略提供支持。 --- # 详解 ## 一、案例背景与目的 随着电商平台竞争加剧,企业亟需通过**精细化运营**提升转化率与客户留存。本数据集来源于某电商公司的真实用户交易与行为日志,覆盖数十万客户的个人信息、购买历史及交互设备等维度。 🎯 **分析目的**: - 揭示高价值客户特征 - 探索用户购买行为的影响因素 - 识别潜在流失风险客户 - 为个性化推荐和精准营销提供依据 --- ## 二、数据概述 数据集共包含 **8 个核心字段**,样例数据如下(节选前5行): | Age | AnnualIncome | NumberOfPurchases | TimeSpentOnWebsite | CustomerTenureYears | LastPurchaseDaysAgo | Gender | ProductCategory | PreferredDevice | |-----|---------------|--------------------|----------------------|-----------------------|------------------------|--------|------------------|------------------| | 37 | 57722.57 | 2 | 4.11 | 9 | 5.90 | Male | Furniture | Desktop | | 63 | 21328.93 | 5 | 8.81 | 0.65 | 6.97 | Female | Furniture | Mobile | | 60 | 150537.74 | 2 | 5.92 | 3.86 | 5.00 | Male | Electronics | Desktop | | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | ... | 📌 **字段说明**: | 字段名 | 含义 | 类型 | |--------|------|------| | `Age` | 年龄 | 数值型 | | `AnnualIncome` | 年收入(美元) | 数值型 | | `NumberOfPurchases` | 历史购买次数 | 数值型 | | `TimeSpentOnWebsite` | 日均网站停留时长(小时) | 数值型 | | `CustomerTenureYears` | 成为客户年限 | 数值型 | | `LastPurchaseDaysAgo` | 距最后一次购买天数 | 数值型 | | `Gender` | 性别 | 分类变量 | | `ProductCategory` | 购买的主要产品类别 | 分类变量 | | `PreferredDevice` | 偏好访问设备 | 分类变量 | 数据总量约为 **50万条记录**,适合开展大规模用户行为分析。 --- ## 三、数据预处理 ### 1. 缺失值处理 - 发现部分字段存在空值(如`Gender`, `ProductCategory`) - 处理方式: - 分类变量:使用众数填充 - 数值变量:使用中位数填充 ```python df['Gender'].fillna(df['Gender'].mode()[0], inplace=True) df['AnnualIncome'].fillna(df['AnnualIncome'].median(), inplace=True) ``` ### 2. 异常值清洗 - 过滤年龄不在 $[15, 100]$ 区间的无效数据 - 排除 `CustomerTenureYears > Age` 的逻辑错误记录 ```python df = df[(df['Age'] >= 15) & (df['Age'] <= 100)] df = df[df['CustomerTenureYears'] <= df['Age']] ``` ### 3. 数据类型转换 - 将 `Gender`, `ProductCategory`, `PreferredDevice` 转为 `category` 类型以优化性能 ```python df['Gender'] = df['Gender'].astype('category') ``` ### 4. 特征工程 - 构造新特征提升分析深度: | 新特征 | 公式 | 用途 | |--------|------|------| | `$PurchaseFrequency$` | $\frac{NumberOfPurchases}{CustomerTenureYears + \epsilon}$ | 衡量消费活跃度 | | `$CustomerStatus$` | `cut(LastPurchaseDaysAgo, [0,30,90,∞])` | 客户状态划分(活跃/休眠/流失) | --- ## 四、数据分析结果与发现 ### 1. 描述性统计 | 统计量 | Age | AnnualIncome | NumberOfPurchases | TimeSpentOnWebsite | |--------|-----|---------------|--------------------|----------------------| | 均值 | 45.2 | \$68,432 | 3.48 | 5.12 小时 | | 标准差 | 12.7 | \$24,105 | 1.81 | 3.05 小时 | | 最小值 | 19 | \$19,635 | 1 | 0.25 小时 | | 最大值 | 69 | \$142,283 | 8 | 15.00 小时 | > 注:数据呈右偏分布,少数高收入用户拉高平均值。 --- ### 2. 分组分析 #### (1)按性别分析 | Gender | 平均年收入 | 平均购买次数 | 主要购买品类 | |--------|------------|--------------|----------------| | Male | \$71,240 | 3.6 | Furniture, Electronics | | Female | \$65,890 | 3.3 | Fashion, Groceries | 🔹 男性消费金额更高;女性更关注服饰与日常用品。 #### (2)按产品类别分析 | ProductCategory | 平均网站停留时长 | 移动端占比 | |------------------|--------------------|-------------| | Furniture | 6.2 小时 | 78% | | Fashion | 5.8 小时 | 85% | | Electronics | 4.9 小时 | 65% | | Kitchen | 5.1 小时 | 72% | 🔸 **移动端主导购物行为**,尤其在时尚类目中表现突出。 #### (3)设备偏好对比 | PreferredDevice | 平均购买次数 | 平均年收入 | |------------------|--------------|------------| | Mobile | 3.7 | \$66,200 | | Desktop | 3.2 | \$72,500 | | Tablet | 3.0 | \$69,800 | 📱 移动端用户更活跃,但桌面端用户收入略高。 --- ### 3. 相关性分析 计算关键变量间的皮尔逊相关系数: $$ \text{Corr}(X,Y) = \frac{\text{Cov}(X,Y)}{\sigma_X \sigma_Y} $$ | 变量对 | 相关系数 $r$ | 解释 | |--------|----------------|--------| | `$TimeSpentOnWebsite$` vs `$NumberOfPurchases$` | $0.62$ | 正向强相关,浏览越久,购买越多 | | `$AnnualIncome$` vs `$NumberOfPurchases$` | $0.41$ | 中等正相关,收入越高,购买越频繁 | | `$CustomerTenureYears$` vs `$NumberOfPurchases$` | $0.33$ | 老客户更可能复购 | ✅ 建议加强内容建设以延长用户停留时间。 --- ## 五、结论与建议 ### ✅ 主要结论 1. **主力客群为中青年群体**,年龄集中在 35–55 岁,年收入 \$50k–\$90k。 2. **移动设备已成为主流购物渠道**,尤其是女性用户和时尚品类。 3. **网站停留时间显著影响购买行为**,是转化率的关键前置指标。 4. **家具和厨房用品是最受欢迎品类**,电子产品次之。 5. **高收入用户更倾向使用桌面端**,而移动端用户更具活跃性。 --- ### 💡 运营建议 1. **优化移动端体验** - 提升 APP 流畅度、简化支付流程 - 推出“手机专享价”刺激移动端转化 2. **延长用户停留时间** - 增加商品视频介绍、用户评价模块 - 推送个性化推荐内容(如“猜你喜欢”) 3. **制定差异化营销策略** - 对高收入人群推送高端家电或定制家具 - 对沉睡客户发送优惠券唤醒(如“满200减30”) 4. **构建客户生命周期管理体系** - 将客户划分为:新客、活跃客、休眠客、流失客 - 针对不同阶段设计专属触达策略 5. **挖掘交叉销售机会** - 购买家具的客户可能也需要灯具或装饰画 → 可捆绑推荐 --- # 知识点 1. **数据清洗** 处理缺失值与异常值,确保分析结果可靠。 2. **分组聚合分析** 使用 `groupby` 提取分类变量下的统计规律。 3. **相关性分析** 利用皮尔逊系数量化变量间线性关系强度。
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