PythonPandas数据清洗与处理_缺失值与异常值方案【指导】

冰川箭仙
发布: 2025-12-21 23:13:03
原创
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缺失值和异常值需结合业务逻辑与数据分布处理:识别时需检查隐性缺失;填充要按列类型选择策略;异常值检测应兼顾统计与业务规则,并通过截断、分箱或专项分析等方式处理。

pythonpandas数据清洗与处理_缺失值与异常值方案【指导】

缺失值和异常值是数据清洗中最常见的两类问题,处理不当会直接影响分析结果的可靠性。关键不是简单删掉或填上,而是根据业务逻辑和数据分布选择合适策略。

识别缺失值:别只看 NaN

除了常见的 NaNNone,空字符串、占位符(如 "N/A"、"missing"、-999)也可能是隐性缺失。建议先用 df.info() 查非空计数,再用 df.isin() 或正则匹配扫描可疑值:

  • 检查空字符串:df.eq('').sum()
  • 查找自定义缺失标识:df.isin(['N/A', 'NULL', 'unknown']).sum()
  • 对数值列检查极值是否为伪装缺失:df['age'].describe() 看最小值是否异常(如 -1、999)

填充缺失值:按列类型和业务含义选方法

数值型、分类型、时间型列的填充逻辑不同,不能一概而用均值或众数:

  • 数值列:连续变量优先考虑中位数(抗异常值)或插值(如时间序列用 ffill/bfill);离散指标(如评分)可用均值,但需结合业务判断是否合理
  • 分类列:避免直接填“未知”,先确认是否可归并小类(如把低频城市合并为“其他”),再用众数填充;若缺失比例高(>30%),考虑单独建“缺失”类别参与建模
  • 时间列:缺失时慎用固定值填充,可用前向/后向填充,或根据事件逻辑推断(如订单创建时间缺失,可参考同用户其他订单时间估算)

检测异常值:结合统计与业务双视角

仅用 IQR 或 Z-score 容易误杀,尤其在偏态分布或存在合理极值的场景(如电商客单价、金融交易额)。应分步处理:

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  • 先做探索:df.boxplot()df.hist(bins=50) 观察分布形态
  • 对右偏数据(如收入),改用 分位数阈值(如 >99.5% 分位数)而非固定倍数 IQR
  • 对有明确业务边界的字段(如年龄 0–120、状态码必须 ∈ {0,1,2}),用 规则过滤 比统计更可靠
  • 保留原始异常标记列(如 is_outlier_amount = df['amount'] > df['amount'].quantile(0.995)),便于后续分析影响

处理异常值:替换、截断还是保留?

不建议无脑删除——异常值可能反映真实风险或特殊模式。常见做法有:

  • 截断(Winsorization):用上下分位数替代极端值,保留分布形状,适合建模前预处理
  • 分箱+编码:将连续异常值纳入高值箱(如“≥5万元”),转为有序分类,兼顾信息与鲁棒性
  • 单独建模分析:把异常样本抽出来专项分析(如高频异常订单是否集中于某渠道),可能发现新洞察
  • 若确认是录入错误(如身高 300cm),可按业务规则修正(如参照同龄人平均值±2σ范围重置)

清洗不是一步到位的过程,需要反复验证:填充后检查分布是否突变,剔除后样本量是否影响统计效力,异常标记是否与业务反馈一致。留好清洗日志和原始快照,确保每一步可追溯、可复现。

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