数据分析-Pandas数据分类处理
数据分析和处理中，难免会遇到各种数据，那么数据呈现怎样的规律呢？不管金融数据，风控数据，营销数据等等，莫不如此。如何通过图示展示数据的规律？
数据表，时间序列数据在数据分析建模中很常见，例如天气预报，空气状态监测，股票交易等金融场景。数据分析过程中重新调整，重塑数据表是很重要的技巧，此处选择Titanic数据，以及巴黎、伦敦欧洲城市空气质量监测 N O 2 NO_2 NO2数据作为样例。
数据分析
本文用到的样例数据：
样例代码：
导入关键模块
import pandas as pd
import numpy as np
实验数据分析处理，股票序列，时间序列，信号序列，有时候表格的数据并不完全是数值类型，也有可能是字符串，或者其他数据，需要做分类处理。pandas如何进行数据的分类呢？
下面对 pandas 分类数据类型做个简单的介绍。
分类数据
Categoricals 是 pandas 的一种数据类型，对应统计分类变量。通常，统计分类变量是有限的、固定的、 可能数值。例如，性别， 社会阶层，血型，颜色，种类，评价，评级等等。
与统计分类变量相比，分类数据还可能有一个顺序（例如 “非常同意”与“同意”，“第一次观察”与“第二次观察”），但不能进行算术计算，比如，加减乘除。
所有的数据，要么在分类数据中，要么不在。分类数据如果有顺序，那么是按定义的值进行排序，而不是按照词法顺序，比如字母顺序，数字顺序。实际上在内部，其数据结构是由一个真正数值的数组和一个整数数组构成，整数数组指向真正值的数组。 哈哈，有点绕。
分类的作用
categorical 数据类型在以下情况下很有用：
- 仅由几个不同值组成的字符串变量。字符串变量转换为分类变量可节省一些内存。
- 变量的逻辑顺序和词法顺序不同，通过转换为分类并指定类别的顺序，这样可以使用逻辑顺序进行排序， min/max 操作。
- 提示 Python 库，表明此列应被视为分类变量操作（例如，使用合适的统计方法或绘图类型）。
分类对象创建
基于Series
分类或者列，可以通过多种方式创建。
最简单的方式，通过在构造时指定：dtype="category"
In [1]: s = pd.Series(["a", "b", "c", "a"], dtype="category")
In [2]: s
Out[2]:
0 a
1 b
2 c
3 a
dtype: category
Categories (3, object): ['a', 'b', 'c']
还可以通过把现有序列 astype 转换为 dtype：Series``category
In [3]: df = pd.DataFrame({"A": ["a", "b", "c", "a"]})
In [4]: df["B"] = df["A"].astype("category")
In [5]: df
Out[5]:
A B
0 a a
1 b b
2 c c
3 a a
此外，通过使用特殊函数，例如 cut()，将分组数据到 离散的箱。
In [6]: df = pd.DataFrame({"value": np.random.randint(0, 100, 20)})
In [7]: labels = ["{0} - {1}".format(i, i + 9) for i in range(0, 100, 10)]
In [8]: df["group"] = pd.cut(df.value, range(0, 105, 10), right=False, labels=labels)
In [9]: df.head(10)
Out[9]:
value group
0 65 60 - 69
1 49 40 - 49
2 56 50 - 59
3 43 40 - 49
4 43 40 - 49
5 91 90 - 99
6 32 30 - 39
7 87 80 - 89
8 36 30 - 39
9 8 0 - 9
通过传递一个pandas.Categorical 对象给序列或者 DataFrame 。
In [10]: raw_cat = pd.Categorical(
....: ["a", "b", "c", "a"], categories=["b", "c", "d"], ordered=False
....: )
....:
In [11]: s = pd.Series(raw_cat)
In [12]: s
Out[12]:
0 NaN
1 b
2 c
3 NaN
dtype: category
Categories (3, object): ['b', 'c', 'd']
In [13]: df = pd.DataFrame({"A": ["a", "b", "c", "a"]})
In [14]: df["B"] = raw_cat
In [15]: df
Out[15]:
A B
0 a NaN
1 b b
2 c c
3 a NaN
分类数据具有特定的数据类型：category
In [16]: df.dtypes
Out[16]:
A object
B category
dtype: object
基于DataFrame
与序列转换为分类数据类似，既可以在构造期间转换，也可以在构造完成之后把所有列批量转换。
在构造函数中，是通过指定类型参数来在构造过程中完成：dtype="category"
In [17]: df = pd.DataFrame({"A": list("abca"), "B": list("bccd")}, dtype="category")
In [18]: df.dtypes
Out[18]:
A category
B category
dtype: object
需要注意的是，每列中存在的类别可能是不同的；因为转换是逐列完成的，所以只有给定列中存在的标签是有类别：
In [19]: df["A"]
Out[19]:
0 a
1 b
2 c
3 a
Name: A, dtype: category
Categories (3, object): ['a', 'b', 'c']
In [20]: df["B"]
Out[20]:
0 b
1 c
2 c
3 d
Name: B, dtype: category
Categories (3, object): ['b', 'c', 'd']
同样地，现有列中的所有列都可以使用以下命令 astype() 转换：
In [21]: df = pd.DataFrame({"A": list("abca"), "B": list("bccd")})
In [22]: df_cat = df.astype("category")
In [23]: df_cat.dtypes
Out[23]:
A category
B category
dtype: object
同样的，这个转换也是逐列完成的：
In [24]: df_cat["A"]
Out[24]:
0 a
1 b
2 c
3 a
Name: A, dtype: category
Categories (3, object): ['a', 'b', 'c']
In [25]: df_cat["B"]
Out[25]:
0 b
1 c
2 c
3 d
Name: B, dtype: category
Categories (3, object): ['b', 'c', 'd']
以上代码只是一个简单示例，示例代码中的表达式可以根据实际问题进行修改。
后面介绍下其他的展示形式。
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End
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