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Python缺失值处理策略_填充删除与预测方法【指导】

冷炫風刃

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发布时间:2025-12-25 21:57:18

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来源于php中文网

原创

缺失值判断应使用 pd.isna(),它能统一识别 None、np.nan 和 pd.NA;删除用 dropna() 时需注意 subset 参数;数值填充优先选 SimpleImputer(strategy='median');预测填充仅适用于高相关特征;非随机缺失(MNAR)宜转为二值特征。

python缺失值处理策略_填充删除与预测方法【指导】

缺失值判断要用 pd.isna(),别用 == Noneis None

Python 中 Nonenp.nanpd.NA 都可能表示缺失,但它们行为不同。== Nonenp.nan 永远返回 Falseis None 在 pandas Series 中多数情况下也不可靠。唯一通用且安全的判断方式是 pd.isna()(它同时识别 np.nanNonepd.NA)。

  • df['col'].isna() 返回布尔 Series,可直接用于筛选或统计
  • df.isna().sum() 快速查看每列缺失数量
  • 注意:pd.notna() 是反向操作,等价于 ~df.isna()

删除缺失行用 dropna(),但默认只删全为 NaN 的行

dropna() 默认参数是 how='any'axis=0,但很多人误以为它会删掉「任意含缺失的行」——其实它确实会,但前提是没指定 subset。真正容易出错的是:当只想删某几列有缺失的行时,必须显式传 subset,否则其他列的缺失会被忽略。

  • 删掉 'age''income' 中任一列为空的整行:df.dropna(subset=['age', 'income'])
  • 只删「所有列都为空」的行:df.dropna(how='all')
  • 删列(不常用):df.dropna(axis=1, how='all') —— 删全为 NaN 的列
  • ⚠️ 注意:inplace=True 不推荐,易掩盖原始数据状态;优先用赋值:df = df.dropna(...)

数值型填充优先用 SimpleImputer(strategy='median'),不是均值

均值对异常值极度敏感,而中位数鲁棒性强得多。pandas 的 fillna() 虽方便,但无法跨训练/测试集一致应用(比如用训练集的中位数去填测试集),工程部署时容易出错。sklearn 的 SimpleImputer 支持 fit() + transform() 流程,确保数据一致性。

from sklearn.impute import SimpleImputer
import numpy as np

imp = SimpleImputer(strategy='median')
X_train_imputed = imp.fit_transform(X_train.select_dtypes(include=[np.number]))
X_test_imputed = imp.transform(X_test.select_dtypes(include=[np.number]))
  • strategy='most_frequent' 适用于离散型数值(如编码后的类别)
  • strategy='constant' 填固定值(如 -999),需配合后续模型处理逻辑
  • 分类变量别用 SimpleImputer 填均值/中位数——类型不匹配会报错

预测填充(KNN / IterativeImputer)只在特征强相关时才有效

KNN 填充和 IterativeImputer 本质是建模:用其他列预测缺失列。如果变量间线性/非线性关系弱,预测结果反而比中位数更差,还大幅拖慢速度。实测中,超过 50 列且缺失率 >15% 时,IterativeImputer 训练时间可能增长 10 倍以上,且结果不稳定。

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  • 小规模、高相关数据可用:from sklearn.impute import KNNImputern_neighbors=5 通常够用
  • IterativeImputer 默认用 BayesianRidge,但换成 DecisionTreeRegressor 有时更鲁棒(尤其含离散特征时)
  • ⚠️ 绝对不要在未标准化的数据上用 KNN —— 量纲差异会导致距离失真

缺失机制本身比方法选择更重要:若缺失不是随机(MNAR),比如“收入越低,越不愿填写”,那任何插补都会引入系统性偏差。这种时候,与其强行填,不如把「是否缺失」转为二值特征参与建模。

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