Python數據分析入門教程(一):獲取數據源

cda數據分析師 發佈 2020-01-10T07:12:01+00:00

作者| CDA數據分析師俗話說,巧婦難為無米之炊。不管你廚藝有多好,如果沒有食材,也做不出香甜可口的飯菜來,所以想要做出飯菜來,首先要做的就是要買米買菜。而數據分析就好比是做飯,首先也應該是準備食材,也就是獲取數據源。一、導入外部數據導入數據主要用到的是Pandas里的read_


作者 | CDA數據分析師

俗話說,巧婦難為無米之炊。不管你廚藝有多好,如果沒有食材,也做不出香甜可口的飯菜來,所以想要做出飯菜來,首先要做的就是要買米買菜。而數據分析就好比是做飯,首先也應該是準備食材,也就是獲取數據源。

一、導入外部數據

導入數據主要用到的是Pandas里的read_x()方法,x表示待導入文件的格式。

1、導入.xlsx文件

在Excel中導入.xlsx格式的文件時很簡單的,雙擊打開就可以了。在Python中導入.xlsx文件的是read_excel()這種方法。

(1)基本導入

在導入文件的時候首先要指定文件的路徑,也就是這個文件在電腦中的哪個文件夾下存放著。

電腦中的文件路徑默認是使用\的,這個時候需要在路徑前面加一個r(轉義符)避免路徑裡面的\被轉義。也可以不加轉義符r,但是需要把路徑裡面所有的\轉換成/,這個規則在導入其他格式文件的時候也是一樣的,我們一般會選擇在路徑前面加轉義符r。

(2)指定導入哪個Sheet

.xlsx格式的文件可以有很多個Sheet,你可以通過設定sheet_name參數來指定要導入哪個Sheet的文件。

除了可以指定具體Sheet的名字,還可以傳入Sheet的順序,從0開始計數。

如果不指定sheet_name參數的時候,那麼默認導入的都是第一個sheet的文件。

(3)指定行索引

將本地文件導入DataFrame的時候,行索引使用的是從0 開始的默認索引,可以通過設置index_col參數來設置。

index_col表示用.xlsx文件中的第幾列做行索引,從0 開始計數。

(4)指定列索引

將本地文件導入DataFrame的時候,默認使用的是源數據表的第一行作為列索引,也可以通過設置header參數來設置列索引。header參數值默認為0,即用第一行作為列索引;也可以是其他行,只需要傳入具體的那一行即可;也可以使用默認從0開始的數作為列索引。

(5)指定導入列

有的時候本地文件的列數太多,而我們又不需要那麼多列的時候,我們就可以通過設定usecols參數來指定要導入的列。

可以給usecols 參數具體的某個值,表示要導入第幾列,同樣是從0開始計數,也可以以列表的形式傳入多個值,表示要傳入哪些列。

2、導入.csv文件

在Excel中導入.csv格式的文件和打開.xlsx格式的問價是一樣的,雙擊即可。而在Python中導入.csv問價用的方法是read_csv()。

(1)直接導入

只需要指明文件路徑即可。

(2)指明分隔符號

在Excel和DataFrame中的數據都是很規整的排列的,這都是工具在後台根據某條規則進行切分的。read_csv()默認文件中的數據都是以逗號分開的,但是有的文件不是用逗號分開的,這個時候就需要人為指定分隔符號,否則就會報錯。

新建一個以空格作為分隔符號的文件,如下圖所示:

如果用默認的逗號作為分隔符號,看看導入的數是什麼樣的。

我們看到所有的數據還是一個整體,並沒有被分開,把分隔符號換成空格以後再看看效果:

使用正確的分隔符號以後,數據被規整的分好了。常見的分隔符號除了逗號、空格,還有制表符(\t)。

(3)指明讀取行數

假設現在有一個幾百兆的文件,你想了解一下這個文件里有哪些數據,那麼這個時候你就沒必要把全部數據都導入,你只要看到前面幾行即可,因此只要設置nrows參數即可。

(4)指定編碼格式

Python用得比較多的兩種編碼格式是UTF-8和gbk,默認編碼格式是UTF-8。我們要根據導入文件本身的編碼格式進行設置,通過設置參數encoding來設置導入的編碼格式。有的時候兩個文件看起來一樣,它們的文件名一樣,格式一樣,但是如果它們的編碼格式不一樣,也是不一樣的文件,比如當你把一個Excel文件另存為時會出現兩個選項,雖然都是.csv文件,但是這兩種格式代表兩種不同的文件,如下圖所示:

如果CSV UTF-8(逗號分隔)(*.csv)格式的文件,那麼導入的時候就需要加encoding參數。

你也可以不加encoding參數,因為Python默認的編碼格式就是UTF-8。

如果CSV(逗號分隔)(*.csv)格式的文件,那麼在導入的時候就需要把編碼格式更改為gbk,如果使用UTF-8就會報錯。

(5)engine指定

當文件路徑或者文件名中包含中文時,如果還用上面的導入方式就會報錯。

這個時候我們就可以通過設置engine參數來消除這個錯誤。這個錯誤產生的原因是當調用read_csv()方法時,默認使用C語言作為解析語言,我們只需要把默認值C更改為Python就可以了,如果文件格式是CSV UTF-8(逗號分隔)(*.csv),那麼編碼格式也需要跟著變為utf-8-sig,如果文件格式是CSV(逗號分隔)(*.csv)格式,對應的編碼格式則為gbk。

(6)其他

.csv文件也涉及行、列索引設置及指定導入某列或者某幾行,設定方法與導入.xlsx文件一致。

3、導入.txt文件

(1)Excel實現

在Excel中導入.txt文件時,我們需要通過依次單擊菜單欄中的數據>獲取外部數據>自文本,然後選擇要導入的.txt文件所在的路徑,如下圖所示:

選完路徑以後會出現如下圖所示的介面,預覽文件就是我們要導入的文件,確認無誤後按下一步按鈕即可。

因為我們舉例.txt 文件用空格分開的,所以在分隔符號項勾選空格複選框,如果待導入的.txt 文件是用其他分隔符號分隔的,那麼選擇對應的分隔符號,然後直接按完成按鈕即可,如下圖所示:

(2)Python實現

在Python中導入.txt文件用的方法是read_table()是將利用分隔符號分開的文件導入DataFrame的通用函數。它不僅可以導入.txt文件,還可以導入.csv文件。

從上面的代碼可以看出,函數在導入.csv文件時,與read_csv()函數不同的是,即使是逗號分隔開的問價也是需要用sep指明分隔符號的,而不是像read_csv()函數那樣,如果文件是逗號分隔的,則可以不用寫。

read_table()函數其他參數的用法與read_csv()函數的基本一致。

4、導入sql文件

(1)Excel實現

Excel可以直接連接資料庫,通過依次單擊菜單欄中的數據>自其他來源導入sql文件。如果你的資料庫是SQL Server,那麼直接選擇來自SQL Server即可;如果是MySQL資料庫,那麼你需要選擇來自數據連接嚮導,然後通過建立數據嚮導來與MySQL連接,如下圖所示:

(2)Python實現

Python導入SQL文件主要分為兩步,第一步將Python與資料庫進行連接,第二步是利用Python執行SQL查詢語句。

將python與資料庫連接時利用的是python模塊,這個模塊Anaconda沒有,需要我們手動安裝的,打開Anaconda Promt,然後輸入pip install pymysql進行安裝即可,安裝完成以後直接用import導入就可以使用了,具體連接方法如下:

連接好資料庫以後,我們就可以執行SQL查詢語句了,利用的是read_sql()方法。

除了sql和con這兩個關鍵參數,read_table()函數也有用來設置行索引的參數index_col,設置列索引的columns,實例如下:

二、新建數據

這裡的新建數據主要指新建DataFrame數據,我們在之前談到過,利用pd.Dataframe()方法進行新建。

三、熟悉數據

當我們有了數據源以後,先別急著分析,應該先熟悉數據,只有對數據充分熟悉了,才能更好的進行分析。

1、利用head預覽前幾行

當數據表中包含數據行數過多時,而我們又想看一下每一列數據都是什麼樣的數據時,就可以只把數據表中前幾行數據顯示出來進行查看。

(1)Excel實現

Excel其實沒有嚴格意義的顯示前幾行,當你打開一個數據表時,所有的數據就全部都展示出來了,如果數據的行數過多,則可以通過滾動條來控制。

(2)Python實現

在Python中,當一個文件導入後,可以用head()方法來控制要顯示哪些行。只需要在head後面的括號中輸入要展示的行數即可,默認展示前5行。

2、利用shape獲取數據表的大小

熟悉數據的第一點就是先看一下數據表的大小,即數據表有多少行、多少列。

(1)Excel實現

在Excel中查看數據表有多少行,一般都是選中某一列,右下角就會出現該表的行數,如下圖所示:

在Excel中選中某一行,右下角就會出現該表的列數,如下圖所示:

(2)Python實現

在Python中獲取數據表的行、列數利用的是shape方法。

Shape方法會以元組的形式返回行、列數,上面代碼中的(4,4)表示df表有4行4列數據。這裡需要注意的是,Python中利用shape方法獲取行數和列數時不會把行索引和列索引計算在內,而Excel中是把行索引和列索引計算在內的。

3、利用info獲取數據類型

熟悉數據的第二點就是看一下數據類型,不同的數據類型的分析思路是不一樣的,比如數值類型的數據可以求均值,但是字符串類型的數據就沒法求均值了。

(1)Excel實現

在Excel中若想看某一列數據具體是什麼類型的,只要把這一列選中,然後再菜單欄中的數字那一欄就可以看到這一列的數據類型。

年齡為數值類型,如下圖所示:

性別為文本類型,如下圖所示:

(2)Python實現

在Python中我們可以利用info()方法查看數據表中的數據類型,而且不需要一列一列查看,在調用info()方法以後就會輸出整個表中所有列的數據類型。

通過info()方法可以看出表df的行索引index是0到3,總共4columns,分別是編號、年齡、性別以及註冊時間,且4columns中只有年齡是int類型,其他columns都是object類型,共占用內存208bytes。

4、利用describe獲取數值分布情況

熟悉數據的第三點就是掌握數值的分布情況,即均值是多少,最值是多少,方差及分位數分別又是多少。

(1)Excel實現

在Excel中如果想看某列的數值分布情況,那麼手動選中這一列,在Excel的右下角就會顯示出這一列的平均值、計數及求和,且只顯示這三個指標,如下圖所示。

(2)Python實現

在Python中只需要利用describe()方法就可以獲取所有數值類型欄位的分布值。

表df中只有年齡這一列是數值類型,所以調用describe()方法時,只計算了年齡這一列的相關數值分布情況。我們可以新建一個含有多列數值類型欄位的DataFrame。

上面的表df中年齡、收入、家屬數都是數值類型,所以在調用describe()方法的時候,會同時計算這三列的數值分布情況。

這是我們近期推出的「Python數據分析入門教程」系列的第一篇文章,後續會不斷分享心得內容,請持續關注我們吧!

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