数据清洗需针对性处理缺失值与异常值:识别时兼顾各类伪装缺失;填充按列类型选择众数、中位数或前向填充;异常值优先用IQR法结合可视化判断;推荐pipe链式操作并校验结果。

处理缺失值和异常值是数据清洗的核心环节,直接影响后续分析的准确性和模型效果。Pandas 提供了丰富、灵活的工具,关键在于理解不同场景下该选哪种方法,而不是堆砌函数。
识别缺失值:别只盯着 np.nan
缺失值不只有 np.nan,还可能表现为空字符串、占位符(如 "N/A"、"NULL"、-999)、或空列表等。直接用 .isna() 可能漏掉这些“伪装”的缺失。
- 先用
df.info()和df.describe(include='all')快速扫视各列的数据类型与唯一值分布 - 对字符型列,检查常见占位符:
df[col].str.strip().isin(['', 'N/A', 'NULL', 'unknown']) - 对数值列,留意业务逻辑中的非法值(如年龄为 -1、销售额为 0 但应有交易记录),需结合领域知识判断
填充缺失值:按列特性选择策略
均值/中位数填充不是万能解。类别型、时序型、高基数列各有更合理的填充方式。
-
类别型列(如城市、产品类型):优先用众数(
mode().iloc[0])或新增 “Unknown” 类别,避免引入虚假分布 -
数值型列(连续):若分布偏斜明显(如收入),中位数比均值更稳健;若存在时间维度,可用前向填充(
ffill)或插值(interpolate(method='linear')) -
高基数 ID 类列(如用户 ID):一般不填充,考虑删除整行或标记为缺失参与后续建模(如用
pd.get_dummies(..., dummy_na=True))
检测与处理异常值:少用“一刀切”的 3σ
3σ 法则仅适用于近似正态分布,且对样本量敏感。实际中更推荐组合判断:
立即学习“Python免费学习笔记(深入)”;
- 先画箱线图(
df.boxplot())或直方图,直观看离群点位置和数量 - 对单变量,用 IQR(四分位距)法:
Q1 - 1.5×IQR和Q3 + 1.5×IQR划定边界 - 对多变量关系(如价格 vs 销量),用散点图或局部异常因子(LOF,需 sklearn)识别条件异常
- 处理方式取决于业务:可截断(
clip)、替换为上下界、转为 NaN 后走缺失流程,或保留并添加“是否异常”标志列用于建模
链式操作与就地修改:保持逻辑清晰不污染原数据
清洗过程容易写成多步赋值,既冗余又难调试。推荐用 .pipe() 或明确链式调用,并默认不修改原 DataFrame。
- 避免频繁写
df = df.dropna() → df = df.fillna(...) → df = df.clip(...) - 改用:
df_clean = (df.pipe(clean_col_types).pipe(handle_missing).pipe(remove_outliers)) - 所有清洗函数内部用
copy=True,确保输入不变;必要时才加inplace=True(如内存受限) - 每步后加简单校验,例如
assert df_clean[col].notna().all(), f"{col} 仍有缺失"










