京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
R语言-组间差异的非参数检验
7.5 组间差异的非参数检验
如果数据无法满足t检验或ANOVA的参数假设,可以转而使用非参数方法。举例来说,若结果变量在本质上就严重偏倚或呈现有序关系,那么你可能会希望使用本节中的方法。
7.5.1 两组的比较
若两组数据独立,可以使用Wilcoxon秩和检验(更广为人知的名字是Mann–Whitney U检验)来评估观测是否是从相同的概率分布中抽得的(即,在一个总体中获得更高得分的概率是否比另一个总体要大)。调用格式为:
其中的y是数值型变量,而x是一个二分变量。调用格式或为:
其中的y1和y2为各组的结果变量。
可选参数data的取值为一个包含了这些变量的矩阵或数据框。
默认进行一个双侧检验。你可以添加参数exact来进行精确检验,指定alternative="less"或alternative="greater"进行有方向的检验。
如果你使用Mann–Whitney U检验回答上一节中关于监禁率的问题,将得到这些结果:
你可以再次拒绝南方各州和非南方各州监禁率相同的假设(p < 0.001)。Wilcoxon符号秩检验是非独立样本t检验的一种非参数替代方法。它适用于两组成对数据和无法保证正态性假设的情境。调用格式与Mann–Whitney U检验完全相同,不过还可以添加参数paired=TRUE。让我们用它解答上一节中的失业率问题:
你再次得到了与配对t检验相同的结论。在本例中,含参的t检验和与其作用相同的非参数检验得到了相同的结论。当t检验的假设合理时,参数检验的功效更强(更容易发现存在的差异)。而非参数检验在假设非常不合理时(如对于等级有序数据)更适用。
7.5.2 多于两组的比较
在要比较的组数多于两个时,必须转而寻求其他方法。考虑7.4节中的state.x77数据集。它包含了美国各州的人口、收入、文盲率、预期寿命、谋杀率和高中毕业率数据。如果你想比较美国四个地区(东北部、南部、中北部和西部)的文盲率,应该怎么做呢?这称为单向设计(one-way design),我们可以使用参数或非参数的方法来解决这个问题。如果无法满足ANOVA设计的假设,那么可以使用非参数方法来评估组间的差异。如果各组独立,则Kruskal—Wallis检验将是一种实用的方法。如果各组不独立(如重复测量设计或随机区组设计),那么Friedman检验会更合适。
Kruskal–Wallis检验的调用格式为:
其中的y是一个数值型结果变量, A是一个拥有两个或更多水平的分组变量(grouping variable)。(若有两个水平,则它与Mann–Whitney U检验等价。)而Friedman检验的调用格式为:
其中的y是数值型结果变量, A是一个分组变量, 而B是一个用以认定匹配观测的区组变量 (blocking variable) 。在以上两例中, data皆为可选参数,它指定了包含这些变量的矩阵或数据框。
让我们利用Kruskal–Wallis检验回答文盲率的问题。首先,你必须将地区的名称添加到数据集中。这些信息包含在随R基础安装分发的state.region数据集中。
现在就可以进行检验了:
显著性检验的结果意味着美国四个地区的文盲率各不相同(p
<0.001)。虽然你可以拒绝不存在差异的原假设,但这个检验并没有告诉你哪些地区显著地与其他地区不同。要回答这个问题,你可以使用Mann–Whitney
U检验每次比较两组数据。一种更为优雅的方法是在控制犯第一类错误的概率(发现一个事实上并不存在的差异的概率)的前提下,执行可以同步进行的多组比较,这样可以直接完成所有组之间的成对比较。
npmc包提供了所需要的非参数多组比较程序。
说实话,我将本章标题中基本的定义拓展了不止一点点,但由于在这里讲非常合适,所以希望你能够容忍我的做法。第一步,请先安装npmc包。此包中的npmc()函数接受的输入为一个两列的数据框,其中一列名为var(因变量),另一列名为class(分组变量)。代码清单7-20中包含了可以用来完成计算的代码。
调用了npmc的语句生成了六对统计比较结果(东北部对南部、东北部对中北部、东北部对西部、南部对中北部、南部对西部,以及中北部对西部) 。可以从双侧的p值(p.value.2s)看出南部与其他三个地区显著不同,而其他三个地区之间并没有什么不同。在 处可以看到南部的文盲率中间值更高。注意, npmc在计算积分时使用了随机数,所以每次计算的结果会有轻微的不同。
CDA学员免费下载查看报告全文:2026全球数智化人才指数报告【CDA数据科学研究院】.pdf
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在Excel数据分析中,数据透视表是汇总、整理海量数据的高效工具,而公式则是实现数据二次计算、逻辑判断的核心功能。实际操作中 ...
2026-04-30Excel透视图是数据分析中不可或缺的工具,它能将透视表中的数据快速可视化,帮助我们直观捕捉数据规律、呈现分析结果。但在实际 ...
2026-04-30 很多数据分析师能熟练地计算指标、搭建标签体系,但当被问到“画像到底在解决什么问题”“画像和标签是什么关系”“画像如何 ...
2026-04-30在中介效应分析中,人口统计学变量(如年龄、性别、学历、收入、职业等)是常见的控制变量或调节变量,其处理方式直接影响分析结 ...
2026-04-29在SQL数据库实操中,日期数据的存储与显示是高频需求,而“数字日期”(如20240520、20241231、45321)是很多开发者、数据分析师 ...
2026-04-29 很多分析师在设计标签时思路清晰,但真到落地环节却面临“数据在手,不知如何转化为可用标签”的困境:或因加工方式选择不当 ...
2026-04-29在手游行业竞争日趋白热化的当下,“流量为王”早已升级为“留存为王”,而付费用户留存率更是衡量一款手游盈利能力、运营质量的 ...
2026-04-28在日常MySQL数据库运维与开发中,经常会遇到“同一台服务器上,两个不同数据库(以下简称“源库”“目标库”)的表数据需要保持 ...
2026-04-28 很多分析师每天和数据打交道,但当被问到“标签是什么”“标签和指标有什么区别”“标签体系如何设计”时,却常常答不上来。 ...
2026-04-28箱线图(Box Plot)作为一种经典的数据可视化工具,广泛应用于统计学、数据分析、科研实证等领域,核心价值在于直观呈现数据的集 ...
2026-04-27实证分析是社会科学、自然科学、经济管理等领域开展研究的核心范式,其核心逻辑是通过对多维度数据的收集、分析与解读,揭示变量 ...
2026-04-27 很多数据分析师精通Excel函数和数据透视表,但当被问到“数据从哪里来”“表和视图有什么区别”“数据库管理系统和SQL是什么 ...
2026-04-27在大数据技术飞速迭代、数字营销竞争日趋激烈的今天,“精准触达、高效转化、成本可控”已成为企业营销的核心诉求。传统广告投放 ...
2026-04-24在游戏行业竞争白热化的当下,用户流失已成为制约游戏生命周期、影响营收增长的核心痛点。据行业报告显示,2024年移动游戏平均次 ...
2026-04-24 很多业务负责人开会常说“我们要数据驱动”,最后却变成“看哪张报表数据多就用哪个”,往往因为缺乏一套结构性的方法去搭建 ...
2026-04-24在Power BI数据可视化分析中,切片器是连接用户与数据的核心交互工具,其核心价值在于帮助使用者快速筛选目标数据、聚焦分析重点 ...
2026-04-23以数为据,以析促优——数据分析结果指导临床技术改进的实践路径 临床技术是医疗服务的核心载体,其水平直接决定患者诊疗效果、 ...
2026-04-23很多数据分析师每天盯着GMV、DAU、转化率,但当被问到“哪些指标是所有企业都需要的”“哪些指标是因行业而异的”“北极星指标和 ...
2026-04-23在数字化时代,客户每一次点击、浏览、下单、咨询等行为,都在传递其潜在需求与决策倾向——这些按时间顺序串联的行为轨迹,构成 ...
2026-04-22数据是数据分析、建模与业务决策的核心基石,而“数据清洗”作为数据预处理的核心环节,是打通数据从“原始杂乱”到“干净可用” ...
2026-04-22