复习:这门课程得主要目的是通过真实的数据，以实战的方式了解数据分析的流程和熟悉数据分析python的基本操作。知道了课程的目的之后，我们接下来我们要正式的开始数据分析的实战教学，完成kaggle上泰坦尼克的任务，实战数据分析全流程。
这里有两份资料：
教材《Python for Data Analysis》和 baidu.com &
google.com（善用搜索引擎）

第一章：数据载入及初步观察

1.1 载入数据

数据集下载 https://www.kaggle.com/c/titanic/overview。

下载好以后把train.csv文件复制几份，使用excel，分别把格式另存为成为tsv、xlsx，全都放到ipynb文件所在文件夹下。

1.1.0 安装numpy和pandas

以管理员身份打开命令行，根据实际情况输入下面两条指令中的一条即可。

#没安装Anaconda就用pip，一般都没安装
pip install numpy pandas

#已经安装了Anaconda就用conda
conda install numpy pandas

有时候会出现网络问题，这时需要手动将pip或Anaconda的仓库地址修改到国内：Anaconda换源方法、pip换源方法，然后重新执行上面的指令。

1.1.1 任务一：导入numpy和pandas

以下代码运行环境均为jupyter notebook。

import numpy as npy # 现实里没有npy，在这里弥补一下
import pandas as pd
import os #这个作用不大，只在查看当前路径时用到过一次

1.1.2 任务二：载入数据

【提示】相对路径载入报错时，尝试使用os.getcwd()查看当前工作目录。

使用相对路径载入数据

pd.read_csv("train.csv")

运行结果：

	PassengerId	Survived	Pclass	Name	Sex	Age	SibSp	Parch	Ticket	Fare	Cabin	Embarked
0	1	0	3	Braund, Mr. Owen Harris	male	22.0	1	0	A/5 21171	7.2500	NaN	S
1	2	1	1	Cumings, Mrs. John Bradley (Florence Briggs Th...	female	38.0	1	0	PC 17599	71.2833	C85	C
2	3	1	3	Heikkinen, Miss. Laina	female	26.0	0	0	STON/O2. 3101282	7.9250	NaN	S
3	4	1	1	Futrelle, Mrs. Jacques Heath (Lily May Peel)	female	35.0	1	0	113803	53.1000	C123	S
4	5	0	3	Allen, Mr. William Henry	male	35.0	0	0	373450	8.0500	NaN	S
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
886	887	0	2	Montvila, Rev. Juozas	male	27.0	0	0	211536	13.0000	NaN	S
887	888	1	1	Graham, Miss. Margaret Edith	female	19.0	0	0	112053	30.0000	B42	S
888	889	0	3	Johnston, Miss. Catherine Helen "Carrie"	female	NaN	1	2	W./C. 6607	23.4500	NaN	S
889	890	1	1	Behr, Mr. Karl Howell	male	26.0	0	0	111369	30.0000	C148	C
890	891	0	3	Dooley, Mr. Patrick	male	32.0	0	0	370376	7.7500	NaN	Q

891 rows × 12 columns

使用绝对路径载入数据

pd.options.display.max_rows=2#让pandas每次只展示头尾共2行数据，看着更清爽一点
print(os.getcwd())
pd.read_csv("d:/myData/Datawhale/202201-DataAnalysis/第一单元项目集合/train.csv")

运行结果：

D:\myData\Datawhale\202201-DataAnalysis\第一单元项目集合

	PassengerId	Survived	Pclass	Name	Sex	Age	SibSp	Parch	Ticket	Fare	Cabin	Embarked
0	1	0	3	Braund, Mr. Owen Harris	male	22.0	1	0	A/5 21171	7.2500	NaN	S
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
890	891	0	3	Dooley, Mr. Patrick	male	32.0	0	0	370376	7.7500	NaN	Q

891 rows × 12 columns

【思考】知道数据加载的方法后，试试pd.read_csv()和pd.read_table()的不同，如果想让他们效果一样，需要怎么做？了解一下'.tsv'和'.csv'的不同，如何加载这两个数据集？

下面尝试使用pd.read_csv读取tsv文件：

pd.read_csv('train.tsv')

运行结果：

	PassengerId\tSurvived\tPclass\tName\tSex\tAge\tSibSp\tParch\tTicket\tFare\tCabin\tEmbarked
0	1\t0\t3\t"Braund\t Mr. Owen Harris"\tmale\t22...
...	...
890	891\t0\t3\t"Dooley\t Mr. Patrick"\tmale\t32\t0...

891 rows × 1 columns

尝试用pd.read_table读取csv文件：

pd.read_table('train.csv')

运行结果：

	PassengerId,Survived,Pclass,Name,Sex,Age,SibSp,Parch,Ticket,Fare,Cabin,Embarked
0	1,0,3,"Braund, Mr. Owen Harris",male,22,1,0,A/...
...	...
890	891,0,3,"Dooley, Mr. Patrick",male,32,0,0,3703...

891 rows × 1 columns

由于文件中的分隔符与被调用方法的默认分隔符不同，文件被认为只有一个字段。

解决方法：通过sep参数设置分隔符，这可以让pd.read_csv和pd.read_table表现一致。

pd.read_table('train.csv',sep=',')

运行结果：

	PassengerId	Survived	Pclass	Name	Sex	Age	SibSp	Parch	Ticket	Fare	Cabin	Embarked
0	1	0	3	Braund, Mr. Owen Harris	male	22.0	1	0	A/5 21171	7.2500	NaN	S
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
890	891	0	3	Dooley, Mr. Patrick	male	32.0	0	0	370376	7.7500	NaN	Q

891 rows × 12 columns

pd.read_csv('train.tsv',sep='\t')

运行结果：

	PassengerId	Survived	Pclass	Name	Sex	Age	SibSp	Parch	Ticket	Fare	Cabin	Embarked
0	1	0	3	Braund\t Mr. Owen Harris	male	22.0	1	0	A/5 21171	7.2500	NaN	S
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
890	891	0	3	Dooley\t Mr. Patrick	male	32.0	0	0	370376	7.7500	NaN	Q

891 rows × 12 columns

如上面两段代码执行结果所示，指定sep参数后，pandas能正确读取数据文件。

另外通过查阅资料发现，sep参数还支持正则表达式，可以用来处理更复杂混乱的数据文件。

使用pd.read_excel还可以读取Excel的xlsx、xls文件：

pd.read_excel('train.xlsx')

运行结果：

	PassengerId	Survived	Pclass	Name	Sex	Age	SibSp	Parch	Ticket	Fare	Cabin	Embarked
0	1	0	3	Braund, Mr. Owen Harris	male	22.0	1	0	A/5 21171	7.2500	NaN	S
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
890	891	0	3	Dooley, Mr. Patrick	male	32.0	0	0	370376	7.7500	NaN	Q

891 rows × 12 columns

【总结】加载的数据是所有工作的第一步，我们的工作会接触到不同的数据格式（eg:.csv、.tsv、.xlsx）,但是加载的方法和思路都是一样的，在以后工作和做项目的过程中，遇到之前没有碰到的问题，要多多查资料吗，使用google，了解业务逻辑，明白输入和输出是什么。

1.1.3 任务三：每1000行为一个数据模块，逐块读取

【思考】什么是逐块读取？为什么要逐块读取呢？

【提示】大家可以chunker(数据块)是什么类型？用for循环打印出来出处具体的样子是什么？

如果指定了chunksize参数，pd.read_csv或pd.read_table会返回一个迭代器，该迭代器迭代时，每次读取文件的最多chunksize行（最后一次读取可能不够chunksize行）。

每次读取到的部分以DataFrame类型返回，遍历过程总共会返回\(\lceil \frac{n}{chunksize}\rceil\)个DataFrame，其中n是数据的总行数。

逐块读取可以用来读取大文件，防止将文件一次性读入，因为内存占用过多产生各种问题。

chunker=pd.read_csv('train.csv',chunksize=1000)
ar=[]
for i in chunker:#遍历chunker
    ar.append(i)#将每个小块放入数组ar中

ar[0]#查看第一个小块的内容

运行结果：

	PassengerId	Survived	Pclass	Name	Sex	Age	SibSp	Parch	Ticket	Fare	Cabin	Embarked
0	1	0	3	Braund, Mr. Owen Harris	male	22.0	1	0	A/5 21171	7.25	NaN	S
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
890	891	0	3	Dooley, Mr. Patrick	male	32.0	0	0	370376	7.75	NaN	Q

891 rows × 12 columns

1.1.4 任务四：将表头改成中文，索引改为乘客ID

【思考】所谓将表头改为中文其中一个思路是：将英文列名表头替换成中文。还有其他的方法吗？

对于某些英文资料，我们可以通过翻译来更直观的熟悉我们的数据，对于当前的泰坦尼克数据集：

PassengerId => 乘客ID
Survived => 是否幸存
Pclass => 乘客等级(1/2/3等舱位)
Name => 乘客姓名
Sex => 性别
Age => 年龄
SibSp => 堂兄弟/妹个数
Parch => 父母与小孩个数
Ticket => 船票信息
Fare => 票价
Cabin => 客舱
Embarked => 登船港口

这两个任务都有两种实现方式：

在读取是通过指定read_csv的参数来实现；
读取完成后调用DataFrame对象提供的方法来实现。

读取时修改字段名：read_csv函数的names参数可以接受一个List类型的对象，List对象中的字符串数量必须和原始数据中的字段数量一致，最终返回的DataFrame对象字段名依次为List中的字符串。这个方法在原始数据字段名大部分需要更改时比较方便。

读取时指定索引：read_csv函数的index_col参数可以接受一个字符串或一个由字符串组成的List对象，表示要将索引设置为该参数指定的某列或某几列。

代码如下：

newNamesList=[
    '乘客ID',
    '是否幸存',
    '乘客等级(1/2/3等舱位)',
    '乘客姓名',
    '性别',
    '年龄',
    '堂兄弟/妹个数',
    '父母与小孩个数',
    '船票信息',
    '票价',
    '客舱',
    '登船港口',
]
pd.read_csv('train.csv',names=newNamesList,header=0,index_col='乘客ID')

运行结果：

	是否幸存	乘客等级(1/2/3等舱位)	乘客姓名	性别	年龄	堂兄弟/妹个数	父母与小孩个数	船票信息	票价	客舱	登船港口
乘客ID
1	0	3	Braund, Mr. Owen Harris	male	22.0	1	0	A/5 21171	7.25	NaN	S
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
891	0	3	Dooley, Mr. Patrick	male	32.0	0	0	370376	7.75	NaN	Q

891 rows × 11 columns

读取完毕再修改DataFrame对象的字段名有两个途径：

使用DataFrame对象的rename方法，其中的columns参数接受一个“可调用对象”，例如函数、字典等，该对象需要实现旧字段名到新字段名的映射，在原始数据字段名只有少部分需要修改时更方便。
直接修改DataFrame对象的columns属性，将其赋值为一个List，类似read_csv函数的names参数，用List对象中的字符串依次给各个字段重命名，List对象中的字符串数量必须和原始数据中的字段数量一致，在原始数据字段名大部分需要更改时比较方便。

想读取完毕再指定或修改DataFrame对象的索引，可以用set_index方法，其中的keys参数类似read_csv函数的index_col参数，可以接受一个字符串或一个由字符串组成的List对象，表示要将索引设置为某列或某几列。

代码演示如下：

newNamesDict={
    'PassengerId':'乘客ID',
    'Survived':'是否幸存',
    'Pclass':'乘客等级(1/2/3等舱位)',
    'Name':'乘客姓名',
    'Sex':'性别',
    'Age':'年龄',
    'SibSp':'堂兄弟/妹个数',
    'Parch':'父母与小孩个数',
    'Ticket':'船票信息',
    'Fare':'票价',
    'Cabin':'客舱',
    'Embarked':'登船港口',
}
df=pd.read_csv('train.csv')
df.rename(columns=a,inplace=True)#原地修改，不需要赋值回去
df=df.set_index(keys='乘客ID')#需要赋值回去
df

运行结果（下沉的字段表示当前索引）：

	Survived	Pclass	Name	Sex	Age	SibSp	Parch	Ticket	Fare	Cabin	Embarked
乘客ID
1	0	3	Braund, Mr. Owen Harris	male	22.0	1	0	A/5 21171	7.25	NaN	S
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
891	0	3	Dooley, Mr. Patrick	male	32.0	0	0	370376	7.75	NaN	Q

891 rows × 11 columns

1.2 初步观察

导入数据后，你可能要对数据的整体结构和样例进行概览，比如说，数据大小、有多少列，各列都是什么格式的，是否包含null等

1.2.1 任务一：查看数据的基本信息

df.info()

运行结果：

<class 'pandas.core.frame.DataFrame'>
Int64Index: 891 entries, 1 to 891
Data columns (total 11 columns):

#	Column	Non-Null	Count	Dtype
0	是否幸存	891	non-null	int64
1	乘客等级(1/2/3等舱位)	891	non-null	int64
2	乘客姓名	891	non-null	object
3	性别	891	non-null	object
4	年龄	714	non-null	float64
6	父母与小孩个数	891	non-null	int64
7	船票信息	891	non-null	object
8	票价	891	non-null	float64
10	登船港口	889	non-null	object

dtypes: float64(2), int64(4), object(5)
memory usage: 83.5+ KB

1.2.2 任务二：观察表格前10行的数据和后15行的数据

前10行：

df.head(10)

运行结果：

	是否幸存	乘客等级(1/2/3等舱位)	乘客姓名	性别	年龄	堂兄弟/妹个数	父母与小孩个数	船票信息	票价	客舱	登船港口
乘客ID
1	0	3	Braund, Mr. Owen Harris	male	22.0	1	0	A/5 21171	7.2500	NaN	S
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
10	1	2	Nasser, Mrs. Nicholas (Adele Achem)	female	14.0	1	0	237736	30.0708	NaN	C

10 rows × 11 columns

后15行：

df.tail(15)

运行结果：

	是否幸存	乘客等级(1/2/3等舱位)	乘客姓名	性别	年龄	堂兄弟/妹个数	父母与小孩个数	船票信息	票价	客舱	登船港口
乘客ID
877	0	3	Gustafsson, Mr. Alfred Ossian	male	20.0	0	0	7534	9.8458	NaN	S
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
891	0	3	Dooley, Mr. Patrick	male	32.0	0	0	370376	7.7500	NaN	Q

15 rows × 11 columns

1.2.4 任务三：判断数据是否为空，为空的地方返回True，其余地方返回False

df.isnull()

运行结果：

	是否幸存	乘客等级(1/2/3等舱位)	乘客姓名	性别	年龄	堂兄弟/妹个数	父母与小孩个数	船票信息	票价	客舱	登船港口
乘客ID
1	False	False	False	False	False	False	False	False	False	True	False
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
891	False	False	False	False	False	False	False	False	False	True	False

891 rows × 11 columns

如上所示，isnull()函数会返回另一个DataFrame对象，与原DataFrame对象形状相同，内容为布尔值，表示df中该位置是否为空。因为返回的是DataFrame对象，我们就可以调用head()方法查看前几行，也可以用sum()方法求每个字段总共缺失多少数据。

pd.options.display.max_rows=15
df.isnull().sum()

运行结果：

是否幸存                0
乘客等级(1/2/3等舱位)      0
乘客姓名                0
性别                  0
年龄                177
堂兄弟/妹个数             0
父母与小孩个数             0
船票信息                0
票价                  0
客舱                687
登船港口                2
dtype: int64

【总结】上面的操作都是数据分析中对于数据本身的观察

【思考】对于一个数据，还可以从哪些方面来观察？找找答案，这个将对下面的数据分析有很大的帮助

1.3 保存数据

1.3.1 任务一：将你加载并做出改变的数据，在工作目录下保存为一个新文件train_chinese.csv

#写入代码
# 注意：不同的操作系统保存下来可能会有乱码。大家可以加入`encoding='GBK' 或者 ’encoding = ’utf-8‘‘`
df.to_csv('my_train_chinese.csv')
pd.read_csv('my_train_chinese.csv')

运行结果：

	乘客ID	是否幸存	乘客等级(1/2/3等舱位)	乘客姓名	性别	年龄	堂兄弟/妹个数	父母与小孩个数	船票信息	票价	客舱	登船港口
0	1	0	3	Braund, Mr. Owen Harris	male	22.0	1	0	A/5 21171	7.2500	NaN	S
1	2	1	1	Cumings, Mrs. John Bradley (Florence Briggs Th...	female	38.0	1	0	PC 17599	71.2833	C85	C
2	3	1	3	Heikkinen, Miss. Laina	female	26.0	0	0	STON/O2. 3101282	7.9250	NaN	S
3	4	1	1	Futrelle, Mrs. Jacques Heath (Lily May Peel)	female	35.0	1	0	113803	53.1000	C123	S
4	5	0	3	Allen, Mr. William Henry	male	35.0	0	0	373450	8.0500	NaN	S
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
886	887	0	2	Montvila, Rev. Juozas	male	27.0	0	0	211536	13.0000	NaN	S
887	888	1	1	Graham, Miss. Margaret Edith	female	19.0	0	0	112053	30.0000	B42	S
888	889	0	3	Johnston, Miss. Catherine Helen "Carrie"	female	NaN	1	2	W./C. 6607	23.4500	NaN	S
889	890	1	1	Behr, Mr. Karl Howell	male	26.0	0	0	111369	30.0000	C148	C
890	891	0	3	Dooley, Mr. Patrick	male	32.0	0	0	370376	7.7500	NaN	Q

891 rows × 12 columns

保存到CSV文件再读取，字段名称已经修改，但索引信息丢失。

【总结】数据的加载以及入门，接下来就要接触数据本身的运算，我们将主要掌握numpy和pandas在工作和项目场景的运用。

下一部分

posted @ 2022-01-11 03:37 wawcac 阅读(97) 评论(0) 编辑收藏举报

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WA完才AC

Datawhale组队学习 2022年1月动手学数据分析第1章1

第一章：数据载入及初步观察

1.1 载入数据

1.1.0 安装numpy和pandas

1.1.1 任务一：导入numpy和pandas

1.1.2 任务二：载入数据

1.1.3 任务三：每1000行为一个数据模块，逐块读取

1.1.4 任务四：将表头改成中文，索引改为乘客ID

1.2 初步观察

1.2.1 任务一：查看数据的基本信息

1.2.2 任务二：观察表格前10行的数据和后15行的数据

1.2.4 任务三：判断数据是否为空，为空的地方返回True，其余地方返回False

1.3 保存数据

1.3.1 任务一：将你加载并做出改变的数据，在工作目录下保存为一个新文件train_chinese.csv

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第一章：数据载入及初步观察

1.1 载入数据

1.1.0 安装numpy和pandas

1.1.1 任务一：导入numpy和pandas

1.1.2 任务二：载入数据

1.1.3 任务三：每1000行为一个数据模块，逐块读取

1.1.4 任务四：将表头改成中文，索引改为乘客ID

1.2 初步观察

1.2.1 任务一：查看数据的基本信息

1.2.2 任务二：观察表格前10行的数据和后15行的数据

1.2.4 任务三：判断数据是否为空，为空的地方返回True，其余地方返回False

1.3 保存数据

1.3.1 任务一：将你加载并做出改变的数据，在工作目录下保存为一个新文件train_chinese.csv

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