Pandas数据处理实战：福布斯全球上市企业排行榜数据整理

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

1. import pandas as pd

2. df_2016 = pd.read_csv('data_2016.csv', encoding='gbk',header=None)

3. # 更新列名

4. df_2016.columns = ['Year', 'Rank', 'Company_cn','Company_en',

5.                   'Country_en', 'Sales', 'Profits', 'Assets', 'Market_value']

6. print('the shape of DataFrame: ', df_2016.shape)

7. print(df_2016.dtypes)

8. df_2016.head(3)

• 获取单位为十亿（'B'）的数据

1. # 数据单位为 B的数据（Billion，十亿）

2. df_2016_b = df_2016[df_2016['Sales'].str.endswith('B')]

3. print(df_2016_b.shape)

4. df_2016_b

• 获取单位为百万('M')的数据

1. # 数据单位为 M的数据（Million，百万）

2. df_2016_m = df_2016[df_2016['Sales'].str.endswith('M')]

3. print(df_2016_m.shape)

4. 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：

1. # 替换美元符号

2. df_2016['Sales'] = df_2016['Sales'].str.replace('$','')

3. # # 查看异常值，均为字母（“undefined”）

4. # df_2016[df_2016['Sales'].str.isalpha()]

5. # 替换异常值“undefined”为空白

6. # df_2016['Sales'] = df_2016['Sales'].str.replace('undefined','')

7. df_2016['Sales'] = df_2016['Sales'].str.replace('^[A-Za-z]+$','')

8. # 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

9. df_2016['Sales'] = df_2016['Sales'].str.replace('B','')

10. # 处理含有百万“M”为单位的数据，即以“M”结尾的数据

11. # 思路：

12. # （1）设定查找条件mask；

13. # （2）替换字符串“M”为空值

14. # （3）用pd.to_numeric()转换为数字

15. # （4）除以1000，转换为十亿美元，与其他行的数据一致

16. mask = df_2016['Sales'].str.endswith('M')

17. df_2016.loc[mask, 'Sales'] = pd.to_numeric(df_2016.loc[mask, 'Sales'].str.replace('M', ''))/1000

18. df_2016['Sales'] = pd.to_numeric(df_2016['Sales'])

19. print('the shape of DataFrame: ', df_2016.shape)

20. print(df_2016.dtypes)

21. 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：

1. def pro_col(df, col):  

2.    # 替换相关字符串，如有更多的替换情形，可以自行添加

3.    df[col] = df[col].str.replace('$','')

4.    df[col] = df[col].str.replace('^[A-Za-z]+$','')

5.    df[col] = df[col].str.replace('B','')

6.    # 注意这里是'-$'，即以'-'结尾，而不是'-'，因为有负数

7.    df[col] = df[col].str.replace('-$','')

8.    df[col] = df[col].str.replace(',','')

9.    # 处理含有百万“M”为单位的数据，即以“M”结尾的数据

10.    # 思路：

11.    # （1）设定查找条件mask；

12.    # （2）替换字符串“M”为空值

13.    # （3）用pd.to_numeric()转换为数字

14.    # （4）除以1000，转换为十亿美元，与其他行的数据一致

15.    mask = df[col].str.endswith('M')

16.    df.loc[mask, col] = pd.to_numeric(df.loc[mask, col].str.replace('M',''))/1000

17.    # 将字符型的数字转换为数字类型

18.    df[col] = pd.to_numeric(df[col])

19.    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。

1. pro_col(df_2016, 'Sales')

2. pro_col(df_2016, 'Profits')

3. pro_col(df_2016, 'Assets')

4. pro_col(df_2016, 'Market_value')

5. print('the shape of DataFrame: ', df_2016.shape)

6. print(df_2016.dtypes)

7. 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：

1. cols = ['Sales', 'Profits', 'Assets', 'Market_value']

2. for col in cols:

3.    pro_col(df_2016, col)

4. print('the shape of DataFrame: ', df_2016.shape)

5. print(df_2016.dtypes)

6. df_2016.head()

最终处理后，获得的数据结果如下：

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