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Pandas简介
Python Data Analysis Library 或 pandas 是基于 numpy 的一种工具，该工具是为了解决数据分析任务而创建的。Pandas 纳入了大量库和一些标准的数据模型，提供了高效地操作大型数据集所需的工具。Pandas 提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。
导入库：
import pandas as pd
import numpy as np # pandas的使用离不开numpy
Pandas基本数据结构
Pandas 中有两种常用的基本结构：
- Series
一维数组，与Numpy中的一维array类似。二者与Python基本的数据结构 list也很相近。Series能保存不同种数据类型，字符串、boolean值、数字等都能同时保存在Series中。
- DataFrame
二维的表格型数据结构。很多功能与R中的data.frame类似。可以将DataFrame理解为Series的容器。以下的内容主要以DataFrame为主。
Pandas库中的Series类型
用一维列表初始化一维数组Series
s1 = pd.Series([1,3,5,np.nan,6,8]) # np.nan 设置空值
左边：0，1，2，3，4，5 代表索引。
右边：1.0，3.0，5.0，NaN（空值），6.0，8.0 代表值。
默认情况下，Series的下标都是数字（也可以使用额外参数指定），类型是统一的。
用字典初始化一维Series
dic = {'a':'啥么呀','b':'哎哟','c':'可以的',4:'还能这样啊'}
s2 = pd.Series(dic)
用额外参数指定下标
格式：参数，index
参数可以是一个：
s3 = pd.Series(1,index=list(range(4)))
参数也可以是多个：
s2 = pd.Series([1,3,5,np.nan,6,8],index=['a','b','c','d','e','f'])
# 这里index列表中的元素个数一定要跟前面列表中一样，否则报错
用额外参数指定下标后，可以用额外参数索引，也可以用默认的数字索引
dic = {'a':'啥么呀','b':'哎哟','c':'可以的',4:'还能这样啊'}
s2 = pd.Series(dic)
参数索引直接写，b行就是b行；数字索引注意减1操作，第一行是0
Series 要求所有数据类型都相同，虽然看上去能存储很多不同类型，但最底下的dtype还是证明了只有一种类型
看dtype可以看出，Series存储的数据类型都相同！！！即便写的时候都不一样，但会给个相同类型
s4 = pd.Series([342,'dnf',True])
索引 —— 数据的行标签
s1 = pd.Series([1,3,5,np.nan,6,8])
dic = {'a':'啥么呀','b':'哎哟','c':'可以的',4:'还能这样啊'}
s2 = pd.Series(dic)
print(s1.index)
print(s2.index)
索引命名 —— 给索引一个名字
s1.index.name = '尝试'
用 对象.index.name 方法
索引赋值
初始化时pd.Series()中可以写index=[ ]属性赋值；用字典初始化时，自动就改变索引了
s2 = pd.Series([1,3,5,np.nan,6,8],index=['a','b','c','d','e','f'])
初始化以后，再想给索引赋值，用 对象.index 方法
s1.index = list('!@#$%&')
s1.index = ['哈哈','嘿嘿','嘻嘻','呵呵','耶耶','nice']
从上面可以看出：传给 数组.index 的新索引得是一个列表
这时再切片：
数字索引 和 自定义索引 这两种索引方式记清！！！
值
s1.values
.values 和 字典的 .values() 一样；切片和列表的切片一样。知识都是相通滴
Pandas库的DataFrame类型
构造 DataFrame 的方式之——向 DataFrame 中传入二维数组
先构造一组时间序列，作为第一维的下标，即index：
data = pd.date_range('20220528',periods=6)
要严格按照 XXXX（年）XX（月）XX（日）的格式写，否则会报错。不能写2022528，0不能省略！！！
然后创建一个 DataFrame 结构：
df = pd.DataFrame(np.random.randint(1,10,size = [6,4]))
默认情况下，行和列都是从0开始数列
用index参数设置行索引：
df = pd.DataFrame(np.random.randint(1,10,size = [6,4]),index = data)
用columns参数设置列索引：
list1 = list('ABCD')
df = pd.DataFrame(np.random.randint(1,10,size = [6,4]),index = data,columns = list1)
构造 DataFrame 的方式之——向 DataFrame 中传入字典
字典的每个 key 键代表一列，其 value 可以是各种能够转化为 Series 的对象
dic1 = {'A':1,'B':pd.Timestamp('20220528'),'C':pd.Series(1,index=list(range(4)),dtype='float'),'D':np.array([3]*4,dtype='int'),'E':pd.Categorical(['test','train','test','train']),'F':'abc'}注意： range(4)设置了有4行，则下面无论是np.array还是pd.Categorical，都得是4个数据。否则就报错！
df2 = pd.DataFrame(dic1)
PS: pd.Categorical 是什么
pd.Categorical(['test','train','test','train']) # 分类
查看各个列具体的数据类型，用 dtypes
df2.dtypes
查看数据
头尾数据
head 和tail 方法可以分别查看最前面几行和最后面几行的数据（默认为5）
df = pd.DataFrame(np.random.randint(1,10,size = [6,4]),index = data,columns = list1)
df.head() # 括号很重要，不加就报错
看前n行就 .head(n)
tail是后面几行
下标，列标，数据值
下标使用 index 属性查看：
列标使用 columns 属性查看：
数据值使用 values 查看：
pandas读取数据及数据操作
读数据
格式： pd.read_文件后缀(路径)
excel文件就 read_excel() ；csv文件就 read_csv()
df = pd.read_excel(r'D:\数据分析\豆瓣电影数据.xlsx',index_col=0)
两个注意点：
- r 的作用：告诉程序 转义字符（ \ ） 不转义了
- 如果不加 index_col=0，有的数据就会出现 Unnamed: 0 一列。不信试试
df1 = pd.read_csv(r'D:\pro1\实战案例\douban.csv')
行操作
看所有行名称
取指定行信息，用iloc
看前5行
也可以使用loc
也可以直接索引
添加一行
- 先构造一个字典用来创建一维Series
dic = {'名字':'人生如戏','投票人数':1263542,'类型':'搞笑','产地':'中国','上映时间':'2022-05-29 00:00:00','时长':1,'年代':2022,'评分':10.0,'首映地点':'bilibili'}
- 创建一维Series —— 用字典初始化
s = pd.Series(dic)
- 先看此时最后一行索引到几了，因为需要给新增数据加 index索引名
df.tail(1)
- 给新添加的一行命名
s.name = 38738 # 给行命名。必须命名，不命名就报错！
- 像列表一样添加
df = df.append(s) # 一定要重新赋值给df，df = 这步至关重要！！！一定要重新赋值给df，df = 这步至关重要
- 查看是否加上
df.tail()
删除一行
格式： 对象.drop([行])
drop里写想删除行的列表
俺的人生入戏果然被删了
列操作
看所有列名称
df.columns
看具体列
df['名字']
看具体列的哪几行
df['名字'][2:5] # 左闭右开
取多列
df[['名字','类型']] # 注意[]，因为给df[]里传多个数据时传的是列表注意：
[ ] 中是一个列表
取具体行都一样
增加一列
df['序号'] = range(1,len(df)+1) # 跟字典操作一样
最右边增加了序号列
删除一列
df = df.drop('序号',axis=1)
说明
- drop()里写删除列的名字的列表
- axis默认=0，表示行；令axis=1，表示删除列
序号这列被删掉了
删除某一行/列⭐
方法1
语法：
DataFrame.drop(labels=None,axis=0, index=None, columns=None, inplace=False)参数说明：
labels： 就是要删除的行列的名字，用列表给定axis：默认为0，指删除行；因此删除columns（列）时要指定axis=1；index：直接指定要删除的行columns：直接指定要删除的列inplace=False：默认该删除操作不改变原数据，而是返回一个执行删除操作后的新dataframe；inplace=True：则会直接在原数据上进行删除操作，删除后无法返回。
方法2
语法：
del df['columns']参数说明：columns ：是要删除的列名
通过标签选择数据⭐ —— loc
df.loc：根据行、列的标签值查询。- 格式 ：df.loc [ [ index ] ， [ column ] ]
PS : df.iloc : 根据行、列的数字位置查询（没有loc用的多）。
二行一列的数据
df.loc[[1],['名字']]
不加[ ]，就没有行名列名，只是单纯的取了个数据
df.loc[1,'名字']
1，3，5，7，9行，名字产地列数据
df.loc[[1,3,5,7,9],['名字','产地']]
条件选择
选取产地为美国的所有电影
df['产地']=='美国'这个操作返回的是布尔型而非数据。
如果想得到数据，就需要外面再套一层df[ ]，这样True位置的数据就留着，False位置的数据就扔掉
df[df['产地']=='美国']
后面还能加索引嘞
df[df['产地']=='美国'][7:10]
选取产地为美国的所有电影，并且评分大于9分的电影
df[(df['产地'] == '美国') & (df['评分'] > 9)]
注意：
- （） 用来包住判断语句，表示一个整体。不能缺了
- 判断 "与" 时，要写 & ， 不能写 and
简便写法
df[(df.产地 == '美国') & (df.评分 > 9)]用 . 代替 [" "]
用 .产地 代替 [" 产地 "]
数据选取时都可以用 .head()和 .tail()
df[(df.产地 == '美国') & (df.评分 > 9)].head()
选取产地为美国或中国大陆的所有电影，并且评分大于9的电影
df[(df.产地 == '美国') | (df.产地 == '中国大陆') & (df.评分 > 9)]注意： ( ) 不能少啊！！！用来隔开各个判断式的。
缺失值和异常值处理
缺失值处理方法
- dropna ：根据标签中的确实值进行过滤，删除缺失值
- fillna ：对缺失值进行填充
- isnull ：返回一个布尔值对象，判断哪些值是缺失值
- notnull ：isnull的否定式
判断缺失值
### 对所有数据进行：是否是缺失值 的判断
df.isnull()
对一整列进行判断
df['名字'].isnull()注意 ：返回的是布尔值
想看具体数据，外面还得再套一层
df[df['名字'].isnull()]
还能进行索引操作
df[df['名字'].isnull()].head()
df[df['名字'].isnull()][:5]
处理缺失值
填充缺失值
df['名字'].fillna('无名好片',inplace=True)PS： inplace=True意思：直接修改原始数据（不用再赋给一个变量了/覆盖之前的数据）
这时，填充了之后，名字列就没有空值了，isnull就没值了
果然没空值了
没名字的都被无名好片填充了
删除缺失值
df.dropna()参数：
- subset = [ 列名构成的列表 ] ：删除指定列缺失值
- haw = "all" ：删除全为空值的行或列
- inplace = True ：直接修改原始数据（不用再赋给一个变量了/覆盖之前的数据）
- axis = 0 ：选择行或列。默认等于0，删除确定了值的这行。如果axis等于1，则这列有一个空值直接全删了，整列全删！
就删了3条。因为之前把名字都填充了，所以其他没什么空的了
处理异常值
异常值：
在数据集中存在不合理的值，又称离群点。比如年龄为-1，笔记本电脑重量为1吨等，都属于异常值。
处理方式：
对于异常值，一般来说数量都会很少，在不影响整体数据分布的情况下，直接删除即可。
先查看异常值
跟之前学的一样
去除异常值
注意思路：
保存正确的数，而非删除错误的数
df = df[df.投票人数 > 0] # 注意思路：保存正确的数，而非删除错误的数
df = df[df.投票人数 % 1 == 0] # 不能用 或！！这样 df 中投票人数都是大于0且为整数了，保存了正确的数据。
检查一下
现在再看就没有异常值了
数据保存
格式：
对象.to_文件类型(r'路径.文件后缀')
数据处理之后，将数据重新保存到 movie_data.xlsx
df.to_excel(r'D:\数据分析\movie_data.xlsx')也可以保存到csv文件中
对象.to_csv(r'路径.csv')
练习
Pandas基础知识
(1) 用字典数据类型创建 DataFrame。 data = {'state':['a','b','c','d'],'year':[1991,1992,1993,1994],'pop':[6,7,8,9]}
(2) 将创建的 DataFrame的索引设置为，ABCD。并命名为 "索引"。
(3) 在下面新增一行。然后删除。
先创建一维数组Series
把Series加进DataFrame中
删除
(4) 增加新的属性列，列名设置为 'port'，值均为1。
(5) 取出1991和1994年的数据。
(6) 获取 'state' 和 'year' 的数据。
(7) 查看每一列数据的数据格式，并且将 'pop' 每个数据乘2。
数据操作
(1) 读取香港酒店数据
df = pd.read_excel(r'D:\数据分析\香港酒店数据.xlsx')
(2) 按照数据的内容，重新设置数据的索引，重新设置列名称为‘名字’，‘类型’，‘城市’，‘地区’，‘地点’，‘评分’，‘评分人数’，‘价格’。
df.columns = ['名字','类型','城市','地区','地点','评分','评分人数','价格']
(3) 查看所有类型为‘浪漫情侣’的酒店
df[df['类型']=='浪漫情侣']
(4) 查看所有类型为‘浪漫情侣’，且地区在湾仔的酒店
df[(df['类型']=='浪漫情侣') & (df['地区']=='湾仔')]
(5) 查看所有地区在观塘或者油尖旺，且评分大于4的酒店
df[((df['地区']=='观塘') | (df['地区']=='油尖旺')) & (df['评分']>4)]
(6) 查看类型缺失的数据
df['类型'].isnull() # 返回的是布尔值
df[df['类型'].isnull()] # 外面再套一层才有数据
(7) 用‘其他’填充 类型和地区
df['类型'].fillna('其他',inplace=True) #inplace=True覆盖原数据
df['地区'].fillna('其他',inplace=True)
(8) 用评分均值填充缺失值
df['评分'].fillna(df['评分'].mean(),inplace = True)
(9) 删除价格和评分人数的缺失值
df = df.dropna(subset=['价格','评分人数'])
(10) 保存到 “酒店数据.xlsx”
df.to_excel(r'D:\数据分析\酒店数据.xlsx')
