【Python】「pandasで割り算時のNaN問題を解決する方法」データ分析の障壁となるNaN処理のテクニック

はじめに

データ分析において、欠損値があるデータを扱うことはよくあることです。しかし、欠損値が含まれるデータを扱うと、計算や分析の過程で予期せぬエラーが発生することがあります。特に、割り算の際にNaN（Not a Number）が発生すると、データ分析の精度が低下することがあります。

本記事では、Pythonのpandasライブラリを使用して、NaN問題を解決する方法について紹介します。具体的には、割り算時にNaNが発生する場合の処理方法について説明します。

割り算時のNaN問題の説明とデータ分析での影響

割り算を行う際に、分母が0の場合や欠損値が含まれる場合には、NaNが発生します。NaNは数値として扱うことができないため、計算を行う際に予期せぬエラーが発生することがあります。

例えば、ある商品の売上高を計算する場合、以下のようなデータがあるとします。

import pandas as pd

df = pd.DataFrame({
    '商品名': ['A', 'B', 'C', 'D'],
    '売上高': [1000, 2000, None, 3000],
    '販売数量': [100, 200, 50, 500]
})


print(df)
# 商品名 売上高 販売数量
# 0 A 1000.0 100
# 1 B 2000.0 200
# 2 C    NaN  50
# 3 D 3000.0 500

この場合、商品Cの売上高が欠損値であるため、売上高を販売数量で割る場合にはNaNが発生します。

df['売上高÷販売数量'] = df['売上高'] / df['販売数量']
print(df)
# 商品名     売上高  販売数量  売上高÷販売数量
# 0   A  1000.0   100      10.0
# 1   B  2000.0   200      10.0
# 2   C     NaN    50       NaN
# 3   D  3000.0   500       6.0

上記のように、商品Cの売上高÷販売数量がNaNになってしまっています。これは、データ分析において望ましくない結果であるため、適切な処理が必要です。

pandasライブラリの導入方法

pandasライブラリは、Pythonのデータ分析において頻繁に使用されるライブラリの一つです。pandasライブラリを使用することで、大量のデータを扱いやすくなります。pandasライブラリをインストールするには、以下のコマンドを使用します。

pip install pandas

データの読み込みと前処理：NaNを含むデータの整形

まずは、データを読み込みます。以下の例では、CSVファイルからデータを読み込みます。

import pandas as pd
df = pd.read_csv('data.csv')
print(df)

次に、欠損値が含まれるデータを整形します。欠損値を含む行を削除する場合は、以下のようにdropna()関数を使用します。

df = df.dropna()
print(df)

欠損値を特定の値で埋める場合は、fillna()関数を使用します。以下の例では、欠損値を0で埋めます。

df = df.fillna(0)
print(df)

NaN問題の解決方法：fillna()関数やdropna()関数を用いたNaN処理

前節で説明したfillna()関数やdropna()関数を使用することで、NaN問題を解決することができます。具体的には、以下のように使用します。

df = df.dropna()  # NaNを含む行を削除する
df = df.fillna(0)  # NaNを0で埋める

割り算時のNaN対策：div()関数とfillna()関数を組み合わせた方法

割り算時にNaNが発生する場合は、fillna()関数を使用してNaNを特定の値で埋めることができます。例えば、以下のようにしてNaNを0で埋めることができます。

df['A÷B'] = df['A'].div(df['B']).fillna(0)
print(df)

上記の例では、A列をB列で割った結果をA÷ B列に新しい列を追加しています。B列にNaNが含まれる場合には、fillna()関数で0を代入しています。

まとめ

本記事では、Pythonのpandasライブラリを使用して、割り算時のNaN問題を解決する方法について説明しました。具体的には、fillna()関数やdropna()関数を使用してNaNを処理する方法や、div()関数とfillna()関数を組み合わせて割り算時のNaNを解決する方法について説明しました。

欠損値が含まれるデータを扱う場合は、適切な処理を行わないと予期せぬエラーが発生することがあるため、データ分析の精度を高めるためにも、欠損値に対する適切な処理が重要であることを覚えておくことが大切です。