使用 Python 进行数据分析的基本流程
在开展数据分析项目时,初期的探索性分析至关重要。通过这一阶段的工作,能够对数据集形成初步认知,而数据可视化是一种极为直观的手段,有助于快速理解数据结构与潜在规律,使信息更易于解读。
1. 导入所需工具库
进行数据分析前,首先要加载常用的 Python 库。例如:pandas 用于数据操作与清洗,numpy 支持高效的数值运算,matplotlib 则是实现图表绘制的核心库之一。
常见的可视化图形可划分为四大类型:
- 比较类:展示不同类别之间的差异或随时间的变化趋势,典型代表如折线图、柱状图;
- 关联类:用于发现两个或多个变量间的潜在关系,常用散点图表达;
- 构成类:反映各组成部分在整体中所占比例,或其比例随时间的变化,饼图是典型示例;
- 分布类:研究单个或多个变量的数据分布情况,直方图和箱线图常被采用。
从变量数量角度出发,可视化还可分为单变量与多变量分析:
- 单变量分析:专注于单一变量的统计特征,适合了解基本分布形态;
- 多变量分析:可在同一图表中呈现多个变量之间的交互关系,便于识别相关性或模式。
以下是十种广泛使用的可视化图表类型:
散点图、折线图、直方图、条形图、箱线图、饼图、热力图、蜘蛛图(雷达图)、二元变量分布图以及成对关系图(pair plot)。
2. 数据读取
完成环境配置后,下一步是加载实际数据。通常使用 pandas 的 read_csv 等函数导入外部数据文件,为后续处理做好准备。
3. 数据清洗
为了保证分析结果的准确性,必须对原始数据进行清洗,以提升数据质量与一致性。常用的操作包括:
- 利用
head()查看数据前几行,确认格式是否正确; - 通过
isnull().sum()统计缺失值的数量; - 使用
dropna()删除存在缺失的数据行; - 调用
drop_duplicates()去除重复记录。
4. 探索性数据分析与可视化
该步骤旨在深入挖掘数据特性,并借助图形化方式揭示变量间的分布特征与潜在联系。主要方法有:
- 使用
describe()获取描述性统计摘要,如均值、标准差、分位数等; - 调用
hist()绘制直方图,观察数值分布; - 应用
scatter()生成散点图,探索变量间的关系; - 执行
corr()计算相关系数矩阵,量化变量之间的线性相关程度。
5. 特征工程
此阶段的目标是对原始特征进行筛选、构造和转换,以便更好地服务于建模任务。具体操作可能包括:
- 选取对模型预测有意义的关键特征,构建特征矩阵;
- 采用标准化(如 Z-score)或归一化方法对特征进行缩放,消除量纲影响。
6. 模型构建
最后一步是建立预测模型。通常流程如下:
- 使用
train_test_split将数据集划分为训练集和测试集; - 选择合适的算法(如线性回归),在训练集上拟合模型;
- 在测试集上评估模型性能,验证其泛化能力。


雷达卡


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