数据预处理之数据清洗

数据清洗

有上图案例的数据可知,在现实生活中的数据是“脏”的:

不完整的:缺少属性值。
例如,年龄=" “(地市的值)
含嘈杂的噪音,错误或离群。
例如,票价=”-10"(错误)
如何处理丢失的数据
1.忽略元组:当每个属性缺少值比例比较大时,它的效果非常差
2.手动填写遗漏值:工作量大
3.自动填写

使用属性的平均值填充空缺值
最有可能的值:基于诸如贝叶斯公式或决策树推理
缺失值处理方法

import pandas as pd  
import numpy as np  
from sklearn.impute import SimpleImputer  
import matplotlib.pyplot as plt
data_url = "train.csv"  
df = pd.read_csv(data_url)
#使用属性的平均值填充空缺值  
imp = SimpleImputer(missing_values = np.nan, strategy = 'mean')  
imp.fit(df.iloc[:,5:6])  
plt.hist(imp.transform(df.iloc[:,5:6]))  
plt.show()  

去除离群点

离群点:通常情况下,一个值高于/低于1.5×IQR

缺失值填充

离群点检测 例题

import numpy as np
import pandas as pd
#读取数据
df=pd.read_csv('/data/workspace/myshixun/step1/train.csv')


##### begin #####
#查看列中是否存在空值
temp=df.isnull().any()
print(temp)
#使用SimpleImputer取出缺失值所在列的数值,sklearn当中特征矩阵必须是二维才能传入 使用reshape(-1,1)升维
age=df['Age'].values.reshape(-1,1)  
#导入模块
from sklearn.impute import SimpleImputer 
#实例化,均值填充,可改变strategy参数,实现其他填充方式

imp_mean=SimpleImputer(missing_values=np.nan,strategy='mean')
#fit_transform一步完成调取结果

imp_mean=imp_mean.fit_transform(age) 
#填充好的数据传回到 data['Age']列df_fillna=df

df_fillna=df  
df_fillna['Age']=imp_mean 
#检验是否还有空值,为0即说明空值均已被填充

print(df_fillna['Age'].isnull().sum())
##### end #####    


imp_mean=SimpleImputer(missing_values=np.nan,strategy='mean')  
imp_mean=imp_mean.fit_transform(age)     
df_fillna=df
df_fillna['Age']=imp_mean  

#正太分布离群点检测
##### begin #####
#计算均值
u=df['Age'].mean()
#计算标准差
std=df['Age'].std()
#识别异常值
error=df[np.abs(df['Age']-u)>3*std]
##### end #####
print(error)
### 数据预处理数据清洗的概念区分 数据预处理是一个更广泛的过程,涵盖了从原始数据到可用于分析的数据的所有操作。它通常包括但不限于数据清洗、特征工程、降维以及规范化等步骤[^1]。 相比之下,数据清洗专注于解决数据中的质量问题,例如填充缺失值、去除噪声、修正不一致性和清理冗余记录等内容[^3]。因此,在某些教材中,“数据清洗”被看作是“数据预处理”的一个重要子集,这也是为何两者常共同出现在同一章节的原因。 以下是针对数据预处理数据清洗的一些具体方法和技术: #### 缺失值处理 当遇到缺失值时,可以采取多种策略来填补这些空白区域。常见的技术有删除含有缺失值的样本或特性、使用均值/中位数/众数替代缺失值等。在 MATLAB 中,如果计算平均值而发现存在 NaN 值,则表明该数值为空缺状态[^4];而在 Python 的 Pandas 库里,`fillna()` 函数提供了灵活的方式来进行替换操作。 ```python import pandas as pd df = pd.DataFrame([[1, 2], [None, 4]], columns=['A', 'B']) print(df.fillna(value={'A': df['A'].mean(), 'B': df['B'].median()})) ``` 此代码片段展示了如何利用各列统计量完成缺失值填充值的任务。 #### 异常检测与修复 除了处理丢失的信息外,还需要关注那些偏离正常范围过多的数据点——即所谓的离群点(outliers) 或者异常情况(anomalies)。通过可视化手段(如箱线图)、基于模型的方法(比如 Z-score 测试)能够有效识别此类问题,并决定保留还是剔除它们。 ```python from scipy import stats z_scores = np.abs(stats.zscore(data)) filtered_entries = (z_scores < 3).all(axis=1) cleaned_data = data[filtered_entries] ``` 上述脚本实现了基于标准分数(Z-Score)过滤极端值的功能。 --- ###
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