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第四讲 R-描述性统计分析

2022/5/19 10:09:26  阅读:271 发布者:

在上一讲中,我们介绍了第三讲 R编程基础-矩阵和数据框 。到现在为止,大家已经学完了R语言的基础知识,马上就开始进阶地学习一些R语言相关的统计学技能了。

今天的更新,我们会带您学习R的基本统计学技能:描述性统计分析。

1. 将数据导入R

1.1 准备好你的数据

命名约定

避免名称带有空格。

        好的列名:patient_agepatient.age

        列名错误:patient age

避免使用带有特殊符号的名称:?,$*+,#,(,),-/}{|><等。只能使用下划线。

避免以数字开头的变量名。请改用字母。

好的列名称:patient_1st_mealx1st_meal

列名错误:1st_male

列名必须是唯一的。不允许重复的名称。

R区分大小写。这意味着名称不同于名称或名称。

避免数据中出现空白行。

删除文件中的任何评论。

NA替换缺少的值(不可用)。

如果你有包含日期的列,请使用四位数格式。

格式良好:20160101

格式错误:01/01/16

1.2 将数据保存在外部.txt标签或.csv文件中

1.3 如下将数据导入R

# 对于.txt文件

my_data <- read.delim(file.choose())

# 对于.csv文件

my_data <- read.csv(file.choose())

在这里,我们将使用名为iris的内置R数据集。

# 导入R内自带的iris数据集

library(datasets)

data(iris)

# 将数据存储在变量my_data

my_data <- iris

1.3 检查数据

你可以使用head()tails()函数检查数据,这将分别显示数据的第一部分和最后一部分。

# 显示前六行内容

head(my_data, 6)

输出结果如下

Sepal.Length Sepal.Width Petal.Length Petal.Width Species

1          5.1         3.5          1.4       0.2  setosa

2          4.9         3.0          1.4       0.2  setosa

3          4.7         3.2          1.3       0.2  setosa

4          4.6         3.1          1.5       0.2  setosa

5          5.0         3.6          1.4       0.2  setosa

6          5.4         3.9          1.7       0.4  setosa

2. 常用的描述性统计的R函数

一些用于计算描述性统计量的R函数:

R函数

图片

3. 单个组的描述性统计

3.1 集中趋势的度量:均值,中位数,众数

粗略地说,集中趋势衡量的是数据的“平均”或“中间”。最常用的衡量指标包括:

集中趋势

平均值:平均值。它对异常值很敏感。

中位数:中间值。这是一个强有力的替代手段。

众数:最频繁出现的值

R

函数mean()median()可以分别计算平均值和中位数;

# 计算平均值

mean(my_data$Sepal.Length)

[1] 5.843333

# 计算中位数

median(my_data$Sepal.Length)

[1] 5.8

3.2 可变性的度量

可变性度量给出了数据“分散”的程度。

范围

极值:最小值和最大值

范围:最大值减去最小值

# 计算最小值

min(my_data$Sepal.Length)

[1] 4.3

# 计算最大值

max(my_data$Sepal.Length)

[1] 7.9

# 范围

range(my_data$Sepal.Length)

[1] 4.3 7.9

四分位间距

四分位数将数据均匀分为4部分。四分位数间距(IQR):对应于第一和第三四分位数之间的差异-有时被用作标准偏差的可靠替代方案。

R功能:

quantile(x, probs = seq(0, 1, 0.25))

x:需要样本分位数的数值向量。

probs:在[0,1]之间的概率数值向量。

例:

quantile(my_data$Sepal.Length)

0%  25%  50%  75% 100%

4.3  5.1  5.8  6.4  7.9

# 计算十分位数(0.10.20.3,…,0.9):

quantile(my_data$Sepal.Length, seq(0, 1, 0.1))

# 计算四分位间距:

IQR(my_data$Sepal.Length)

[1] 1.3

方差和标准差

方差表示与均值的平均平方差之和。标准差是方差的平方根。它测量数据中数值与平均值的平均偏差。

# 计算方差

var(my_data$Sepal.Length)

# 计算标准差

sd(my_data$Sepal.Length)

绝对中位数

绝对中位数(Median absolute deviation,MAD):数据中值与中值的偏差,即先计算出数据与它们的中位数之间的残差(偏差),MAD就是这些偏差的绝对值的中位数。

# 计算中位数

median(my_data$Sepal.Length)

# 计算绝对中位数

mad(my_data$Sepal.Length)

统计描述方式的选择

范围。它不经常使用,因为它对异常值非常敏感。

四分位间距。对于异常值,它非常强大。它多与中位数结合使用。

方差。完全无法解释的,因为它不使用与数据相同的单位。除了用作数学工具外,很少被使用。

标准偏差。方差的平方根。它以与数据相同的单位表示。在均值是集中趋势的分布(多指正态分布)的情况下,通常使用标准偏差。

绝对中位数。对于具有离群值的数据,这是一种估算标准偏差的可靠方法。但是不经常使用。

总而言之,四分位间距和标准差是用于报告数据变异性的两种最常用的度量。

3.3 计算变量和整个数据框的整体摘要

summary()函数

函数summary()可用于显示一个变量或整个数据框的多个统计变量概况。

单个变量的概况。

返回六个值:平均值,中位数,第25和,75四分位数,最小值和最大值。

summary(my_data$Sepal.Length)

输出结果如下:

Min. 1st Qu.  Median    Mean 3rd Qu.    Max.

4.300   5.100   5.800   5.843   6.400   7.900

数据框概况。

在这种情况下,函数summary()将自动应用于每列。结果的格式取决于列中包含的数据类型。例如:

如果列是数字变量,则返回均值,中位数,最小值,最大值和四分位数。

如果该列是一个因素变量(factor),则返回每个组中的观察数。

summary(my_data, digits = 1)

输出结果如下:

Sepal.Length  Sepal.Width  Petal.Length  Petal.Width        Species

Min.   :4     Min.   :2    Min.   :1     Min.   :0.1   setosa    :50

1st Qu.:5     1st Qu.:3    1st Qu.:2     1st Qu.:0.3   versicolor:50

Median :6     Median :3    Median :4     Median :1.3   virginica :50

Mean   :6     Mean   :3    Mean   :4     Mean   :1.2

3rd Qu.:6     3rd Qu.:3    3rd Qu.:5     3rd Qu.:1.8

Max.   :8     Max.   :4    Max.   :7     Max.   :2.5

3.4 缺失值的情况

Tips

当数据包含缺失值时,即使仅缺少一个值,某些R函数也会返回错误或NA

例如,即使向量中仅丢失一个值,mean()函数也将返回NA。使用参数na.rm = TRUE可以避免这种情况,该参数告诉函数在计算之前删除所有NA。使用均值函数的示例如下:

mean(my_data$Sepal.Length, na.rm = TRUE)

好了,本期讲解就先到这里。在之后的更新中,我们会进一步为您介绍R的入门,以及常用生物统计方法和R实现。

提前打个预告,接下来我们要正式开始学习R语言的统计学技能啦,下一期将会更新“R的描述性统计分析”。喜欢的同学们快快关注起来吧。

转自:投必得学术

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