R语言之 常用的统计函数

Python016

R语言之 常用的统计函数,第1张

用的最多的,是求均值的mean()函数,当然这里也要提到,像sum()这种求和函数,

还有sd(x) 标准差函数,var(x) 方差函数。min()求最小值,max()求最大值。

我们来具体试试,这里使用一个向量

test<-c(2,4,5,23,199,25,78,90,12)

求最大值

>max(test)

[1] 19

求最小值

>min(test)

求和

>sum(test)

[1] 43

求标准差,求方差

>sd(test)

[1] 65.01154

>var(test)

[1] 4226.

在来试试最重要的均值

>mean(test)

[1] 48.66667

另外中位数计算。使用median()函数

>median(test)

[1] 23

如果给定一种概率分布,通常会有四类计算问题:

计算其概率密度density (d)计算其概率分布probability(p)计算其百分位数quantile (q)随机数模拟random (r)上面四类计算对应的英文首字母,就是R语言类率分布函数的开头字母。

比如说,正态分布是norm的化,那密度函数就是dnorm(),分布函数就是pnorm(),

更有用的是用相应分布生成随机数,比如rnorm(),就会生成服从正态分布的随机数。

比如我们生成100个服从正态分布的随机数

rnorm(100)

[1] -9.064408e-01 1.026560e+00 -1.097470e+00 1.055395e+00 9.377175e-01

[6] -2.080103e-01 -3.092396e-01 -8.739942e-01 -1.242774e+00 1.102486e+00

[11] 1.082092e+00 -1.695528e+00 -5.930809e-01 -2.100800e-01 8.253859e-01

[16] -1.112551e+00 -3.960474e-01 -9.354820e-01 7.291608e-01 -3.773510e-01

[21] -3.438082e-01 -7.378688e-02 -9.047609e-01 -1.036344e+00 9.485103e-01

[26] -3.437985e-01 -2.145275e-02 1.350098e+00 -1.283633e+00 3.767240e-01

[31] 1.169566e+00 -4.325399e-01 -9.215626e-02 3.839357e-01 3.045491e-01

......

我们再用相应的频率分布直方图来看一下,这些生成的随机数:

hist(rnorm(100))

R就画出了这些随机数的频率分布图

R语言中的因子确实不好理解,很多人都这么觉得。在R语言中,因子(factor)表示的是一个符号、一个编号或者一个等级,即,一个点。例如,人的个数可以是1,2,3,4......那么因子就包括,1,2,3,4.....还有统计量的水平的时候用到的高、中、低,也是因子,因为他是一个点。与之区别的向量,是一个连续性的值,例如,数值中有1,1.1,1.2......可以作为数值来计算,而因子则不可以。如果用我自己的理解,简单通俗来讲:因子是一个点,向量是一个有方向的范围。在R中,如果把数字作为因子,那么在导入数据之后,需要将向量转换为因子(factor),而因子在整个计算过程中不再作为数值,而是一个"符号"而已。因子的水平就是因子的所有不相同的符号的集合。

创建因子的函数介绍如下:

factor(x, levels = sort(unique(x), na.last = TRUE),

labels = levels, exclude = NA, ordered = is.ordered(x))

levels 用来指定因子可能的水平(缺省值是向量x中互异的值);labels

用来指定水平的名字;exclude表示从向量x中剔除的水平值;ordered是

一个逻辑型选项用来指定因子的水平是否有次序。回想数值型或字符型

的x。

>factor(1:3)

[1] 1 2 3

Levels: 1 2 3

>factor(1:3, levels=1:5)

[1] 1 2 3

Levels: 1 2 3 4 5

>factor(1:3, labels=c("A", "B", "C"))

[1] A B C

Levels: A B C

>factor(1:5, exclude=4)

[1] 1 2 3 NA 5

Levels: 1 2 3 5

函数levels用来提取一个因子中可能的水平值:

>f <- factor(c(2, 4), levels=2:5)

>f

[1] 2 4

Levels: 2 3 4 5

>levels(f)

[1] "2" "3" "4" "5"

因子用来存储类别变量(categorical variables)和有序变量,这类变量不能用来计算而只能用来分类或者计数。因子表示分类变量,有序因子表示有序变量。生成因子数据对象的函数是factor(),语法是factor(data, levels, labels, ...),其中data是数据,levels是因子水平向量,labels是因子的标签向量。

1、创建一个因子。

例1:

>colour <- c('G', 'G', 'R', 'Y', 'G', 'Y', 'Y', 'R', 'Y')

>col <- factor(colour)

>col1 <- factor(colour, levels = c('G', 'R', 'Y'), labels = c('Green', 'Red', 'Yellow')) #labels的内容替换colour相应位置对应levels的内容

>col2 <- factor(colour, levels = c('G', 'R', 'Y'), labels = c('1', '2', '3'))

>col_vec <- as.vector(col2) #转换成字符向量

>col_num <- as.numeric(col2) #转换成数字向量

>col3 <- factor(colour, levels = c('G', 'R'))

2、创建一个有序因子。

例1:

>score <- c('A', 'B', 'A', 'C', 'B')

>score1 <- ordered(score, levels = c('C', 'B', 'A'))

>score1

[1] A B A C B

Levels: C <B <A

3、用cut()函数将一般的数据转换成因子或有序因子。

例1:

>exam <- c(98, 97, 52, 88, 85, 75, 97, 92, 77, 74, 70, 63, 97, 71, 98, 

65, 79, 74, 58, 59, 60, 63, 87, 82, 95, 75, 79, 96, 50, 88)

>exam1 <- cut(exam, breaks = 3) #切分成3组

>exam1

[1] (82,98] (82,98] (50,66] (82,98] (82,98] (66,82] (82,98] (82,98] (66,82]

[10] (66,82] (66,82] (50,66] (82,98] (66,82] (82,98] (50,66] (66,82] (66,82]

[19] (50,66] (50,66] (50,66] (50,66] (82,98] (66,82] (82,98] (66,82] (66,82]

[28] (82,98] (50,66] (82,98]

Levels: (50,66] (66,82] (82,98]

>exam2 <- cut(exam, breaks = c(0, 59, 69, 79, 89, 100)) #切分成自己设置的组

>exam2

[1] (89,100] (89,100] (0,59]   (79,89]  (79,89]  (69,79]  (89,100] (89,100]

[9] (69,79]  (69,79]  (69,79]  (59,69]  (89,100] (69,79]  (89,100] (59,69]

[17] (69,79]  (69,79]  (0,59]   (0,59]   (59,69]  (59,69]  (79,89]  (79,89]

[25] (89,100] (69,79]  (69,79]  (89,100] (0,59]   (79,89]

Levels: (0,59] (59,69] (69,79] (79,89] (89,100]

>attr(exam1, 'levels')

[1] "(50,66]" "(66,82]" "(82,98]"

>attr(exam2, 'levels')

[1] "(0,59]"   "(59,69]"  "(69,79]"  "(79,89]"  "(89,100]"

>attr(exam2, 'class')

[1] "factor"

#一个有序因子

>x <- factor(rep(1:5,3))

>ordered(x,labels = c('a1','a2','a3','a4','a5'))

[1] a1 a2 a3 a4 a5 a1 a2 a3 a4 a5 a1 a2 a3 a4 a5

Levels: a1 <a2 <a3 <a4 <a5

R语言的各种检验

1、W检验(Shapiro–Wilk (夏皮罗–威克尔 ) W统计量检验)

检验数据是否符合正态分布,R函数:shapiro.test().

结果含义:当p值小于某个显著性水平α(比如0.05)时,则认为

样本不是来自正态分布的总体,否则则承认样本来自正态分布的总体。

2、K检验(经验分布的Kolmogorov-Smirnov检验)

R函数:ks.test(),如果P值很小,说明拒绝原假设,表明数据不符合F(n,m)分布。

3、相关性检验:

R函数:cor.test()

cor.test(x, y,

alternative = c("two.sided", "less", "greater"),

method = c("pearson", "kendall", "spearman"),

exact = NULL, conf.level = 0.95, ...)

结果含义:如果p值很小,则拒绝原假设,认为x,y是相关的。否则认为是不相关的。

4、T检验

用于正态总体均值假设检验,单样本,双样本都可以。

t.test()

t.test(x, y = NULL,

alternative = c("two.sided", "less", "greater"),

mu = 0, paired = FALSE, var.equal = FALSE,

conf.level = 0.95, ...)

结果意义:P值小于显著性水平时拒绝原假设,否则,接受原假设。具体的假设要看所选择的是双边假设还是单边假设(又分小于和大于)

5、正态总体方差检验

t.test(x, y = NULL,

alternative = c("two.sided", "less", "greater"),

mu = 0, paired = FALSE, var.equal = FALSE,

conf.level = 0.95, ...)

结果含义:P值小于显著性水平时拒绝原假设,否则,接受原假设。具体的假设要看所选择的是双边假设还是单边假设(又分小于和大于)

6、二项分布总体假设检验

binom.test(x, n, p = 0.5,

alternative = c("two.sided", "less", "greater"),

conf.level = 0.95)

原假设:p=p0,p

7、Pearson 拟合优度χ2检验

chisq.test(x, y = NULL, correct = TRUE,

p = rep(1/length(x), length(x)), rescale.p = FALSE,

simulate.p.value = FALSE, B = 2000)

原假设H0:X符合F分布。

p-值小于某个显著性水平,则表示拒绝原假设,否则接受原假设。

8、Fisher精确的独立检验:

fisher.test(x, y = NULL, workspace = 200000, hybrid = FALSE,

control = list(), or = 1, alternative = "two.sided",

http://conf.int = TRUE, conf.level = 0.95)

原假设:X,Y相关。

9、McNemar检验:

mcnemar.test(x, y = NULL, correct = TRUE)

原假设:两组数据的频数没有区别。

10、秩相关检验

cor.test(x, y,

alternative = c("two.sided", "less", "greater"),

method = "spearman", conf.level = 0.95, ...)

原假设:x,y相关.

11、Wilcoxon秩检验

wilcox.test(x, y = NULL,

alternative = c("two.sided", "less", "greater"),

mu = 0, paired = FALSE, exact = NULL, correct = TRUE,

http://conf.int = FALSE, conf.level = 0.95, ...)

原假设:中位数大于,小于,不等于mu.