Python數(shù)據(jù)分析案例-藥店銷售數(shù)據(jù)分析
最近學習了Python數(shù)據(jù)分析的一些基礎知識，就找了一個藥品數(shù)據(jù)分析的小項目來練一下手。
數(shù)據(jù)分析的目的：
本篇文章中，假設以朝陽醫(yī)院2018年銷售數(shù)據(jù)為例，目的是了解朝陽醫(yī)院在2018年里的銷售情況，通過對朝陽區(qū)醫(yī)院的藥品銷售數(shù)據(jù)的分析，了解朝陽醫(yī)院的患者的月均消費次數(shù)，月均消費金額、客單價以及消費趨勢、需求量前幾位的藥品等。
數(shù)據(jù)分析基本過程包括：獲取數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)清洗、構建模型、數(shù)據(jù)可視化以及消費趨勢分析。
數(shù)據(jù)準備
數(shù)據(jù)是存在Excel中的，可以使用pandas的Excel文件讀取函數(shù)將數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存中，這里需要注意的是文件名和Excel中的sheet頁的名字。讀取完數(shù)據(jù)后可以對數(shù)據(jù)進行預覽和查看一些基本信息。
獲取數(shù)據(jù)：https://pan.baidu.com/share/init?surl=tKaERGWFPycqTC1cElvc9A
提取碼: 6xm2
導入原始數(shù)據(jù)
import numpy as np
from pandas import Series,DataFrame
import pandas as pd
#導入數(shù)據(jù)
file_name = '朝陽醫(yī)院2018年銷售數(shù)據(jù).xlsx'
# 使用ExcelFile()時需要傳入目標excel文件所在路徑及文件名稱
xls = pd.ExcelFile(file_name)
# 使用parse()可以根據(jù)傳入的sheet名稱來提取對應的表格信息
dataDF = xls.parse('Sheet1',dtype='object')
# 輸出前五行數(shù)據(jù)
dataDF.head()
# 使用sheet_names來查看當前表格中包含的所有sheet名稱（按順序）
print(xls.sheet_names[0])
查看數(shù)據(jù)基本信息：
#查看基本信息
#查看數(shù)據(jù)幾行幾列
print(dataDF.shape)
#查看索引
print(dataDF.index)
#查看每一列的列表頭內(nèi)容
print(dataDF.columns)
#查看每一列數(shù)據(jù)統(tǒng)計數(shù)目
print(dataDF.count())
數(shù)據(jù)清洗
數(shù)據(jù)清洗過程包括：選擇子集、列名重命名、缺失數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)類型轉換、數(shù)據(jù)排序及異常值處理
（1）選擇子集
在我們獲取到的數(shù)據(jù)中，可能數(shù)據(jù)量非常龐大，并不是每一列都有價值都需要分析，這時候就需要從整個數(shù)據(jù)中選取合適的子集進行分析，這樣能從數(shù)據(jù)中獲取最大價值。在本次案例中不需要選取子集，暫時可以忽略這一步。
（2）列重命名
在數(shù)據(jù)分析過程中，有些列名和數(shù)據(jù)容易混淆或產(chǎn)生歧義，不利于數(shù)據(jù)分析，這時候需要把列名換成容易理解的名稱，可以采用rename函數(shù)實現(xiàn)：
#列重命名
dataDF.rename(columns={<!-- -->'購藥時間':'銷售時間'},inplace=True)
dataDF.head()
（3）缺失值處理
獲取的數(shù)據(jù)中很有可能存在缺失值，通過查看基本信息可以推測“購藥時間”和“社?？ㄌ枴边@兩列存在缺失值，如果不處理這些缺失值會干擾后面的數(shù)據(jù)分析結果。 缺失數(shù)據(jù)常用的處理方式為刪除含有缺失數(shù)據(jù)的記錄或者利用算法去補全缺失數(shù)據(jù)。 在本次案例中為求方便，直接使用dropna函數(shù)刪除缺失數(shù)據(jù)，具體如下：
#缺失值處理
print('刪除缺失值前:', dataDF.shape)
# 使用info查看數(shù)據(jù)信息,
print(dataDF.info())
#刪除缺失值
dataDF = dataDF.dropna(subset=['銷售時間','社?？ㄌ?], how='any')
print('\n刪除缺失值后',dataDF.shape)
print(dataDF.info())
（4）數(shù)據(jù)類型轉換
在導入數(shù)據(jù)時為了防止導入不進來，會強制所有數(shù)據(jù)都是object類型，但實際數(shù)據(jù)分析過程中“銷售數(shù)量”，“應收金額”，“實收金額”，這些列需要浮點型（float）數(shù)據(jù)，“銷售時間”需要改成時間格式，因此需要對數(shù)據(jù)類型進行轉換。 可以使用astype()函數(shù)轉為浮點型數(shù)據(jù)：
#數(shù)據(jù)類型轉換
dataDF['銷售數(shù)量'] = dataDF['銷售數(shù)量'].astype('float')
dataDF['應收金額'] = dataDF['應收金額'].astype('float')
dataDF['實收金額'] = dataDF['實收金額'].astype('float')
print(dataDF.dtypes)
在“銷售時間”這一列數(shù)據(jù)中存在星期這樣的數(shù)據(jù)，但在數(shù)據(jù)分析過程中不需要用到，因此要把銷售時間列中日期和星期使用split函數(shù)進行分割，分割后的時間，返回的是Series數(shù)據(jù)類型：
'''
定義函數(shù)：分割銷售日期，提取銷售日期
輸入：timeColSer 銷售時間這一列，Series數(shù)據(jù)類型，例‘2018-01-01 星期五’
輸出：分割后的時間，返回Series數(shù)據(jù)類型，例‘2018-01-01’
'''
def splitSaletime(timeColSer):
timeList=[]
for value in timeColSer:
dateStr=value.split(' ')[0] #用空格進行分割
timeList.append(dateStr)
timeSer=pd.Series(timeList) #將列表轉行為一維數(shù)據(jù)Series類型
return timeSer
#獲取“銷售時間”這一列
timeSer = dataDF.loc[:,'銷售時間']
#對字符串進行分割，提取銷售日期
dateSer = splitSaletime(timeSer)
#修改銷售時間這一列的值
dataDF.loc[:,'銷售時間'] = dateSer
dataDF.head()
'''
數(shù)據(jù)類型轉換:字符串轉換為日期
把切割后的日期轉為時間格式，方便后面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計:
'''
#errors='coerce' 如果原始數(shù)據(jù)不符合日期的格式，轉換后的值為空值NaT
dataDF.loc[:,'銷售時間']=pd.to_datetime(dataDF.loc[:,'銷售時間'],format='%Y-%m-%d', errors='coerce')
print(dataDF.dtypes)
dataDF.isnull().sum()
'''
轉換日期過程中不符合日期格式的數(shù)值會被轉換為空值
刪除含有NaT的空行
'''
dataDF = dataDF.dropna(subset=['銷售時間','社?？ㄌ?],how='any')
datasDF = dataDF.reset_index(drop = True)
dataDF.info()
（5）數(shù)據(jù)排序
此時時間是沒有按順序排列的，所以還是需要排序一下，排序之后索引會被打亂，所以也需要重置一下索引。 其中by:表示按哪一列進行排序，ascending=True表示升序排列，ascending=False表示降序排列
#數(shù)據(jù)排序
dataDF = dataDF.sort_values(by='銷售時間', ascending=True)
dataDF = dataDF.reset_index(drop=True)
dataDF.head()
（6）異常值處理
先查看數(shù)據(jù)的描述統(tǒng)計信息
#查看描述統(tǒng)計信息
dataDF.describe()
通過描述統(tǒng)計信息可以看到，“銷售數(shù)量”、“應收金額”、“實收金額”這三列數(shù)據(jù)的最小值出現(xiàn)了負數(shù)，這明顯不符合常理，數(shù)據(jù)中存在異常值的干擾，因此要對數(shù)據(jù)進一步處理，以排除異常值的影響：
#將'銷售數(shù)量'這一列小于0的數(shù)據(jù)排除掉
pop = dataDF.loc[:,'銷售數(shù)量'] > 0
dataDF = dataDF.loc[pop,:]
dataDF.describe()
構建模型及數(shù)據(jù)可視化
數(shù)據(jù)清洗完成后，需要利用數(shù)據(jù)構建模型（就是計算相應的業(yè)務指標），并用可視化的方式呈現(xiàn)結果。
（1）業(yè)務指標1:月均消費次數(shù)
月均消費次數(shù) = 總消費次數(shù) / 月份數(shù)（同一天內(nèi)，同一個人所有消費算作一次消費）
#計算總消費次數(shù)
#刪除重復數(shù)據(jù)
kpil_Df = dataDF.drop_duplicates(subset=['銷售時間','社?？ㄌ?])
totalI = kpil_Df.shape[0]
print('總消費次數(shù)=',totalI)
#計算月份數(shù)
#按銷售時間升序排序
kpil_Df = kpil_Df.sort_values(by='銷售時間', ascending=True)
#重命名行名
kpil_Df = kpil_Df.reset_index(drop=True)
#獲取時間范圍
startTime = kpil_Df.loc[0,'銷售時間']
endTime = kpil_Df.loc[totalI-1,'銷售時間']
#計算月份
#天數(shù)
daysI = (endTime-startTime).days
mounthI = daysI//30
print('月份數(shù)=',mounthI)
#月平均消費次數(shù)
kpil_I = totalI//mounthI
print('業(yè)務指標1：月均消費次數(shù)=', kpil_I)
（2）業(yè)務指標2:月均消費金額
月均消費金額 = 總消費金額 / 月份數(shù)
#消費總金額
totalMoneyF = dataDF.loc[:,'實收金額'].sum()
mounthMoney = totalMoneyF // mounthI
print('業(yè)務指標2：月均消費金額=', mounthMoney)
（3）客單價
客單價 = 總消費金額 / 總消費次數(shù)
#客單價
pct = totalMoneyF / totalI
print('業(yè)務指標3：客單價=', pct)
（4）消費趨勢
a. 導入python可視化相關的包
b. 分析每天的消費金額
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib
#畫圖時用于顯示中文字符
from pylab import mpl
mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] # SimHei是黑體的意思
#在操作之前先復制一份
#mpl.rcParams['font.sans-serif'] = ['Songti'] # SimHei是黑體的意思
#font = FontProperties(fname='/Library/Fonts/Songti.ttc') #設置字體
#在操作之前先復制一份數(shù)據(jù)，防止影響清洗后的數(shù)據(jù)
groupDF = dataDF
#將'銷售時間'設置為index
groupDF.index = groupDF['銷售時間']
print(groupDF.head())
gb = groupDF.groupby(groupDF.index)
print(gb)
dayDF = gb.sum()
print(dayDF)
#畫圖
plt.plot(dayDF['實收金額'])
plt.title('按天消費金額')
plt.xlabel('時間')
plt.ylabel('實收金額')
plt.show()
從結果可以看出，每天消費總額差異較大，除了個別天出現(xiàn)比較大筆的消費，大部分人消費情況維持在1000-2000元以內(nèi)。
c. 分析每月的消費金額
接下來，我銷售時間先聚合再按月分組進行分析：
#將銷售時間聚合按月分組
gb = groupDF.groupby(groupDF.index.month)
print(gb)
monthDF = gb.sum()
print(monthDF)
plt.plot(monthDF['實收金額'])
plt.title('按月消費金額')
plt.xlabel('時間')
plt.ylabel('實收金額')
plt.show()
結果顯示，7月消費金額最少，這是因為7月份的數(shù)據(jù)不完整，所以不具參考價值。1月、4月、5月和6月的月消費金額差異不大. 2月和3月的消費金額迅速降低，這可能是2月和3月處于春節(jié)期間，大部分人都回家過年的原因。
d. 分析藥品銷售情況
對“商品名稱”和“銷售數(shù)量”這兩列數(shù)據(jù)進行聚合為Series形式，方便后面統(tǒng)計，并按降序排序：
#聚合統(tǒng)計各種藥品數(shù)量
medicine = groupDF[['商品名稱','銷售數(shù)量']]
bk = medicine.groupby('商品名稱')[['銷售數(shù)量']]
re_medicine = bk.sum()
#對銷售藥品數(shù)量按將序排序
re_medicine = re_medicine.sort_values(by='銷售數(shù)量', ascending=False)
re_medicine.head()
截取銷售數(shù)量最多的前十種藥品，并用條形圖展示結果：
top_medicine = re_medicine.iloc[:10,:]
top_medicine
# 數(shù)據(jù)可視化，用條形圖展示前十的藥品
top_medicine.plot(kind = 'bar')
plt.title('銷售前十的藥品')
plt.xlabel('藥品')
plt.ylabel('數(shù)量')
plt.show()
結論：對于銷售量排在前幾位的藥品，醫(yī)院應該時刻關注，保證藥品不會短缺而影響患者。得到銷售數(shù)量最多的前十種藥品的信息，這些信息也會有助于加強醫(yī)院對藥房的管理。
e. 每天的消費金額分布情況
每天的消費金額分布情況：一橫軸為時間，縱軸為實收金額畫散點圖。
# 每天消售金額 -- 散點圖
plt.scatter(dataDF['銷售時間'],dataDF['實收金額'])
plt.title('每天銷售金額')
plt.xlabel('時間')
plt.ylabel('實收金額')
plt.show()
結論：從散點圖可以看出，每天消費金額在500以下的占絕大多數(shù)，個別天存在消費金額很大的情況。
參考文章：https://www.jianshu.com/p/1becc1e5dbea
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