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Pandas数据处理实战:福布斯全球上市企业排行榜数据整理

Pandas数据处理实战:福布斯全球上市企业排行榜数据整理

作者: leenard | 来源:发表于2017-07-10 18:35 被阅读253次

    手头现在有一份福布斯2016年全球上市企业2000强排行榜的数据,但原始数据并不规范,需要处理后才能进一步使用。

    本文通过实例操作来介绍用pandas进行数据整理。

    照例先说下我的运行环境,如下:

    • windows 7, 64位
    • python 3.5
    • pandas 0.19.2版本

    在拿到原始数据后,我们先来看看数据的情况,并思考下我们需要什么样的数据结果。

    下面是原始数据:

    在本文中,我们需要以下的初步结果,以供以后继续使用。

    可以看到,原始数据中,跟企业相关的数据中(“Sales”,“Profits”,“Assets”,“Market_value”),目前都是不是可以用来计算的数字类型。

    原始内容中包含货币符号”$“,“-”,纯字母组成的字符串以及其他一些我们认为异常的信息。更重要的是,这些数据的单位并不一致。分别有以“B”(Billion,十亿)和“M”(Million,百万)表示的。在后续计算之前需要进行单位统一。

    1 处理方法 Method-1

    首先想到的处理思路就是将数据信息分别按十亿('B')和百万('M')进行拆分,分别进行处理,最后在合并到一起。过程如下所示。

    • 加载数据,并添加列的名称
    import pandas as pd
    
    df_2016 = pd.read_csv('data_2016.csv', encoding='gbk',header=None)
    
    # 更新列名
    df_2016.columns = ['Year', 'Rank', 'Company_cn','Company_en',
                       'Country_en', 'Sales', 'Profits', 'Assets', 'Market_value']
    
    print('the shape of DataFrame: ', df_2016.shape)
    print(df_2016.dtypes)
    df_2016.head(3)
    
    • 获取单位为十亿('B')的数据
    # 数据单位为 B的数据(Billion,十亿)
    df_2016_b = df_2016[df_2016['Sales'].str.endswith('B')]
    print(df_2016_b.shape)
    df_2016_b
    
    • 获取单位为百万('M')的数据
    # 数据单位为 M的数据(Million,百万)
    df_2016_m = df_2016[df_2016['Sales'].str.endswith('M')]
    print(df_2016_m.shape)
    df_2016_m
    

    这种方法理解起来比较简单,但操作起来会比较繁琐,尤其是如果有很多列数据需要处理的话,会花费很多时间。

    进一步的处理,我这里就不描述了。当然,各位可以试试这个方法。

    下面介绍稍微简单一点的方法。

    2 处理方法 Method-2

    2.1 加载数据

    第一步还是加载数据,跟Method-1是一样的。

    下面来处理'Sales'列

    2.2 替换相关的异常字符

    首先是替换相关的异常字符,包括美元的货币符号'$',纯字母的字符串'undefined',以及'B'。 这里,我们想统一把数据的单位整理成十亿,所以'B'可以直接进行替换。而'M'需要更多的处理步骤。

    2.3 处理'M'相关的数据

    处理含有百万“M”为单位的数据,即以“M”结尾的数据,思路如下:

    (1)设定查找条件mask;

    (2)替换字符串“M”为空值

    (3)用pd.to_numeric()转换为数字

    (4)除以1000,转换为十亿美元,与其他行的数据一致

    上面两个步骤相关的代码如下:

    # 替换美元符号
    df_2016['Sales'] = df_2016['Sales'].str.replace('$','')
    
    # # 查看异常值,均为字母(“undefined”)
    # df_2016[df_2016['Sales'].str.isalpha()]
    
    # 替换异常值“undefined”为空白
    # df_2016['Sales'] = df_2016['Sales'].str.replace('undefined','')
    df_2016['Sales'] = df_2016['Sales'].str.replace('^[A-Za-z]+$','')
    
    # 替换符号十亿美元“B”为空白,数字本身代表的就是十亿美元为单位
    df_2016['Sales'] = df_2016['Sales'].str.replace('B','')
    
    
    # 处理含有百万“M”为单位的数据,即以“M”结尾的数据
    # 思路:
    # (1)设定查找条件mask;
    # (2)替换字符串“M”为空值
    # (3)用pd.to_numeric()转换为数字
    # (4)除以1000,转换为十亿美元,与其他行的数据一致
    mask = df_2016['Sales'].str.endswith('M')
    df_2016.loc[mask, 'Sales'] = pd.to_numeric(df_2016.loc[mask, 'Sales'].str.replace('M', ''))/1000
    
    df_2016['Sales'] = pd.to_numeric(df_2016['Sales'])
    print('the shape of DataFrame: ', df_2016.shape)
    print(df_2016.dtypes)
    df_2016.head(3)
    

    用同样类似的方法处理其他列

    可以看到,这个方法比第一种方法还是要方便很多。当然,这个方法针对DataFrame的每列数据都要进行相关的操作,如果列数多了,也还是比较繁琐的。

    有没有更方便一点的方法呢。 答案是有的。

    3 处理方法 Method-3

    在Method-2的基础上,将处理方法写成更通用的数据处理函数,根据数据的结构,拓展更多的适用性,则可以比较方便的处理相关数据。

    3.1 加载数据

    第一步还是加载数据,跟Method-1是一样的。

    3.2 编写数据处理的自定义函数

    参考Method-2的处理过程,编写数据处理的自定义函数'pro_col',并在Method-2的基础上拓展其他替换功能,使之适用于这四列数据(“Sales”,“Profits”,“Assets”,“Market_value”)。

    函数编写的代码如下:

    def pro_col(df, col):   
        # 替换相关字符串,如有更多的替换情形,可以自行添加
        df[col] = df[col].str.replace('$','')
        df[col] = df[col].str.replace('^[A-Za-z]+$','')
        df[col] = df[col].str.replace('B','')
    
        # 注意这里是'-$',即以'-'结尾,而不是'-',因为有负数
        df[col] = df[col].str.replace('-$','')
        df[col] = df[col].str.replace(',','')
    
        # 处理含有百万“M”为单位的数据,即以“M”结尾的数据
        # 思路:
        # (1)设定查找条件mask;
        # (2)替换字符串“M”为空值
        # (3)用pd.to_numeric()转换为数字
        # (4)除以1000,转换为十亿美元,与其他行的数据一致
        mask = df[col].str.endswith('M')
        df.loc[mask, col] = pd.to_numeric(df.loc[mask, col].str.replace('M',''))/1000
    
        # 将字符型的数字转换为数字类型
        df[col] = pd.to_numeric(df[col])
        return df
    

    3.3 将自定义函数进行应用

    针对DataFrame的每列,应用该自定义函数,进行数据处理,得到需要的结果。

    pro_col(df_2016, 'Sales')
    pro_col(df_2016, 'Profits')
    pro_col(df_2016, 'Assets')
    pro_col(df_2016, 'Market_value')
    
    print('the shape of DataFrame: ', df_2016.shape)
    print(df_2016.dtypes)
    df_2016.head()
    

    当然,如果DataFrame的列数特别多,可以用for循环,这样代码更简洁。代码如下:

    cols = ['Sales', 'Profits', 'Assets', 'Market_value']
    for col in cols:
        pro_col(df_2016, col)
    
    print('the shape of DataFrame: ', df_2016.shape)
    print(df_2016.dtypes)
    df_2016.head()
    

    最终处理后,获得的数据结果如下:

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