Python Pandas处理Excel缺失值:dropna与fillna实战指南
本文详解Python Pandas中处理Excel数据缺失值的两种核心方法:dropna用于删除全空行或列,fillna用于填充特定值或前向/后向填充。通过读取含空行的Excel文件,演示如何忽略前导空行、检测空值、删除无效数据列及行,并将分数列空值填为0,姓名列使用前向填充。最终保存清洗后的数据,提供从读取到保存的完整清洗流程。
Pandas处理缺失值的核心函数
在Pandas中,处理缺失值主要依赖两个函数:
- isnull和notnull:用于检测数据是否为空值,支持DataFrame和Series对象。
- dropna:用于丢弃或删除缺失值。
- dropna函数的axis参数:指定删除操作的维度,可选值为0或'index'(按行删除)和1或'columns'(按列删除),默认值为0。
- dropna函数的how参数:指定删除条件,若设为'any',则只要存在一个空值即删除该行或列;若设为'all',则仅当所有值均为空时才删除。
- dropna函数的inplace参数:若设为True,则直接修改当前DataFrame;若为False(默认),则返回一个删除缺失值后的新DataFrame。
- fillna:用于填充空值。
- fillna函数的value参数:指定用于填充缺失值的数值,可以是单一标量值,也可以是字典(键为列名,值为对应的填充值)。
- fillna函数的method参数:指定填充策略,设为'ffill'表示使用前一个非空值进行前向填充(forward fill);设为'bfill'表示使用后一个非空值进行后向填充(backward fill)。
- fillna函数的axis参数:指定填充方向,可选值为0或'index'(按行填充)和1或'columns'(按列填充)。
- fillna函数的inplace参数:若设为True,则直接修改当前DataFrame;若为False(默认),则返回一个填充后的新DataFrame。
import pandas as pd
Excel数据清洗实战流程
实例:特殊Excel文件的读取、清洗与处理流程。
读取Excel与忽略空行
步骤1:在读取Excel文件时,通过参数忽略前导的空行。
studf = pd.read_excel("./datas/student_excel/student_excel.xlsx", skiprows=2)
studf
| Unnamed: 0 | 姓名 | 科目 | 分数 | |
|---|---|---|---|---|
| 0 | NaN | 小明 | 语文 | 85.0 |
| 1 | NaN | NaN | 数学 | 80.0 |
| 2 | NaN | NaN | 英语 | 90.0 |
| 3 | NaN | NaN | NaN | NaN |
| 4 | NaN | 小王 | 语文 | 85.0 |
| 5 | NaN | NaN | 数学 | NaN |
| 6 | NaN | NaN | 英语 | 90.0 |
| 7 | NaN | NaN | NaN | NaN |
| 8 | NaN | 小刚 | 语文 | 85.0 |
| 9 | NaN | NaN | 数学 | 80.0 |
| 10 | NaN | NaN | 英语 | 90.0 |
检测空值与筛选数据
步骤2:检测数据中的空值情况。
studf.isnull()
| Unnamed: 0 | 姓名 | 科目 | 分数 | |
|---|---|---|---|---|
| 0 | True | False | False | False |
| 1 | True | True | False | False |
| 2 | True | True | False | False |
| 3 | True | True | True | True |
| 4 | True | False | False | False |
| 5 | True | True | False | True |
| 6 | True | True | False | False |
| 7 | True | True | True | True |
| 8 | True | False | False | False |
| 9 | True | True | False | False |
| 10 | True | True | False | False |
studf["分数"].isnull()
0 False
1 False
2 False
3 True
4 False
5 True
6 False
7 True
8 False
9 False
10 False
Name: 分数, dtype: bool
studf["分数"].notnull()
0 True
1 True
2 True
3 False
4 True
5 False
6 True
7 False
8 True
9 True
10 True
Name: 分数, dtype: bool
# 筛选没有空分数的所有行
studf.loc[studf["分数"].notnull(), :]
| Unnamed: 0 | 姓名 | 科目 | 分数 | |
|---|---|---|---|---|
| 0 | NaN | 小明 | 语文 | 85.0 |
| 1 | NaN | NaN | 数学 | 80.0 |
| 2 | NaN | NaN | 英语 | 90.0 |
| 4 | NaN | 小王 | 语文 | 85.0 |
| 6 | NaN | NaN | 英语 | 90.0 |
| 8 | NaN | 小刚 | 语文 | 85.0 |
| 9 | NaN | NaN | 数学 | 80.0 |
| 10 | NaN | NaN | 英语 | 90.0 |
删除全空列与全空行
步骤3:删除所有值均为空的列。
studf.dropna(axis="columns", how='all', inplace=True)
studf
| 姓名 | 科目 | 分数 | |
|---|---|---|---|
| 0 | 小明 | 语文 | 85.0 |
| 1 | NaN | 数学 | 80.0 |
| 2 | NaN | 英语 | 90.0 |
| 3 | NaN | NaN | NaN |
| 4 | 小王 | 语文 | 85.0 |
| 5 | NaN | 数学 | NaN |
| 6 | NaN | 英语 | 90.0 |
| 7 | NaN | NaN | NaN |
| 8 | 小刚 | 语文 | 85.0 |
| 9 | NaN | 数学 | 80.0 |
| 10 | NaN | 英语 | 90.0 |
步骤4:删除所有值均为空的行。
studf.dropna(axis="index", how='all', inplace=True)
studf
| 姓名 | 科目 | 分数 | |
|---|---|---|---|
| 0 | 小明 | 语文 | 85.0 |
| 1 | NaN | 数学 | 80.0 |
| 2 | NaN | 英语 | 90.0 |
| 4 | 小王 | 语文 | 85.0 |
| 5 | NaN | 数学 | NaN |
| 6 | NaN | 英语 | 90.0 |
| 8 | 小刚 | 语文 | 85.0 |
| 9 | NaN | 数学 | 80.0 |
| 10 | NaN | 英语 | 90.0 |
填充分数与姓名缺失值
步骤5:将分数列为空的记录填充为0分。
studf.fillna({"分数":0})
| 姓名 | 科目 | 分数 | |
|---|---|---|---|
| 0 | 小明 | 语文 | 85.0 |
| 1 | NaN | 数学 | 80.0 |
| 2 | NaN | 英语 | 90.0 |
| 4 | 小王 | 语文 | 85.0 |
| 5 | NaN | 数学 | 0.0 |
| 6 | NaN | 英语 | 90.0 |
| 8 | 小刚 | 语文 | 85.0 |
| 9 | NaN | 数学 | 80.0 |
| 10 | NaN | 英语 | 90.0 |
# 等同于
studf.loc[:, '分数'] = studf['分数'].fillna(0)
studf
| 姓名 | 科目 | 分数 | |
|---|---|---|---|
| 0 | 小明 | 语文 | 85.0 |
| 1 | NaN | 数学 | 80.0 |
| 2 | NaN | 英语 | 90.0 |
| 4 | 小王 | 语文 | 85.0 |
| 5 | NaN | 数学 | 0.0 |
| 6 | NaN | 英语 | 90.0 |
| 8 | 小刚 | 语文 | 85.0 |
| 9 | NaN | 数学 | 80.0 |
| 10 | NaN | 英语 | 90.0 |
步骤6:处理姓名列的缺失值。
使用前向填充方法(ffill):利用前一个有效值填充当前缺失值。
studf.loc[:, '姓名'] = studf['姓名'].fillna(method="ffill")
studf
| 姓名 | 科目 | 分数 | |
|---|---|---|---|
| 0 | 小明 | 语文 | 85.0 |
| 1 | 小明 | 数学 | 80.0 |
| 2 | 小明 | 英语 | 90.0 |
| 4 | 小王 | 语文 | 85.0 |
| 5 | 小王 | 数学 | 0.0 |
| 6 | 小王 | 英语 | 90.0 |
| 8 | 小刚 | 语文 | 85.0 |
| 9 | 小刚 | 数学 | 80.0 |
| 10 | 小刚 | 英语 | 90.0 |
保存清洗结果
步骤7:将清洗完成后的Excel数据保存至新文件。
studf.to_excel("./datas/student_excel/student_excel_clean.xlsx", index=False)
总结
以上即为处理数据缺失值的完整方法,希望本文内容对您的学习或工作具有参考价值,感谢支持。
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