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[Pandas教學]善用Pandas套件幫你清理資料範圍異常的資料

processing_data_range_with_pandas
在大量的數據中，有時為了精準分析特定群組的資料，通常都會依需求定義所要分析的資料範圍，像是評價、日期及年齡區間等。

而在蒐集資料或人為處理資料的過程中，就有可能發生資料超出所要分析的範圍錯誤，導致分析結果出現異常。本文將以Kaggle網站的Kindle Store電子書店評論資料集(kindle_reviews.csv)為例，來和大家分享如何利用Pandas套件來處理以下兩種類型的資料範圍錯誤：

  • Pandas數字範圍處理
  • Pandas日期範圍處理

一、Pandas數字範圍處理

首先，利用Pandas套件讀取資料集，如下範例：

import pandas as pd


df = pd.read_csv('kindle_reviews.csv')
df

執行結果

processing_data_range_with_pandas

假設我們只想要分析「overall評價欄位」1~4分的書籍，這時候，評價為5的書籍資料就超出了分析需求範圍，如果沒有進行處理，就會讓分析結果失去準確性。

而想要利用Pandas套件處理數字範圍的資料，有以下兩種常見的方式：

  • 刪除資料

通常會建議超過範圍資料的占比較小時，才考慮透過刪除的方式，否則，超過範圍資料的占比過大，刪除可能造成重要資料訊息的遺失。

而Pandas套件刪除資料的方式分為兩種，可以是選擇所需的範圍資料，如下範例：

import pandas as pd


df = pd.read_csv('kindle_reviews.csv')

df = df[df['overall'] <= 4]

或將超過範圍的資料刪除，如下範例：

import pandas as pd


df = pd.read_csv('kindle_reviews.csv')

df.drop(df[df['overall'] > 4].index, inplace=True)

執行結果

processing_data_range_with_pandas

可以透過assert陳述式來進行欄位資料範圍的驗證，如下範例：

assert df['overall'].max() <= 4

PS.沒有顯示訊息代表驗證通過

  • 依據商業假設設定自訂值

如果不想刪除超過範圍的資料，可以依據商業假設，將超過範圍的資料，利用Pandas套件自訂為符合範圍的值。舉例來說，將評價為5的書籍資料修改為4，如下範例：

import pandas as pd


df = pd.read_csv('kindle_reviews.csv')

df.loc[df['overall'] > 4, 'overall'] = 4

執行結果

processing_data_range_with_pandas

同樣，利用assert陳述式來進行驗證，如下範例：

assert df['overall'].max() <= 4

二、Pandas日期範圍處理

另一個常見的資料範圍錯誤，就是日期資料，像是含有未來日期的資料等。

假設，Kindle Store電子書店評論資料集(kindle_reviews.csv)的「ReviewTime評論日期欄位」含有未來日期，如下範例：

processing_data_range_with_pandas

而這對於分析人員來說，就會是髒資料(Dirty Data)或沒有意義。

要利用Pandas套件處理日期範圍錯誤的資料，可以先將欄位資料型態轉型為日期，方便之後的日期資料操作，如下範例：

import pandas as pd


df = pd.read_csv('kindle_reviews.csv')

df['reviewTime'] = pd.to_datetime(df['reviewTime'])

print(df)

執行結果

processing_data_range_with_pandas

接著，同樣可以使用下兩種解決方法：

  • 刪除資料

引用datetime模組(Module)，來取得目前的日期，如下範例：

import pandas as pd
import datetime


df = pd.read_csv('kindle_reviews.csv')

df['reviewTime'] = pd.to_datetime(df['reviewTime'])

today = datetime.date.today()

這時候，就可以使用Pandas套件，利用目前的日期來選擇有效的「ReviewTime評論日期欄位」資料，如下範例：

import pandas as pd
import datetime


df = pd.read_csv('kindle_reviews.csv')

df['reviewTime'] = pd.to_datetime(df['reviewTime'])

today = datetime.date.today()

df = df[df['reviewTime'].dt.date <= today]

或是刪除「ReviewTime評論日期欄位」中含有未來日期的資料，如下範例：

import pandas as pd
import datetime


df = pd.read_csv('kindle_reviews.csv')

df['reviewTime'] = pd.to_datetime(df['reviewTime'])

today = datetime.date.today()

df.drop(df[df['reviewTime'].dt.date > today].index, inplace=True)

執行結果

processing_data_range_with_pandas

刪除後，利用assert陳述式來驗證「ReviewTime評論日期欄位」不含未來日期的資料，如下範例：

assert df.reviewTime.max().date() <= today

  • 依據商業假設設定自訂值

依據所需的商業假設，使用Pandas套件將「ReviewTime評論日期欄位」中含有未來日期的資料，替換成目前的日期時間，如下範例：

import pandas as pd
import datetime


df = pd.read_csv('kindlSe_reviews.csv')

df['reviewTime'] = pd.to_datetime(df['reviewTime'])

today = datetime.datetime.today()

df.loc[df['reviewTime'].dt.date > today, 'reviewTime'] = pd.to_datetime(today)

print(df)

執行結果

processing_data_range_with_pandas

最後，利用assert陳述式驗證「ReviewTime評論日期欄位」不含未來日期的資料，如下範例：

assert df.reviewTime.max().date() <= today

三、小結

在使用Pandas實作資料分析的過程中，可能依據不同的需求來使用資料，所以在進行分析時，對於要處理的「資料範圍」就需要謹慎的加以處理，像是利用本文舉例的刪除或替代成自訂值的方式加以解決，否則在分析結果或報表上，就會顯示不合邏輯的髒資料(Dirty Data)，導致失去參考價值。

本文是筆者Mike在DataCamp平台上所學到的Pandas套件資料清理技巧，加以應用和大家分享。DataCamp平台上有非常多與資料科學、分析有關的教學，包含資料視覺化、清理、機器學習等，並且有專家帶領你完成資料分析專案，大家有興趣的話，可以加入DataCamp平台一起學習唷。

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