箱線圖

箱線圖或箱形圖是由5個(gè)特征值繪制而成的圖形，其有一個(gè)箱子和兩條線段組成。5個(gè)特征值是變量的最大值、最小值、中位數(shù)、第一四分位數(shù)和第三四分位數(shù)。連接兩個(gè)分位數(shù)畫(huà)出一個(gè)箱子，箱子用中位數(shù)分割，把兩個(gè)極值點(diǎn)與箱子用線條連接，即成箱線圖。箱線圖的形式如下圖所示：

圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)

在R中繪制箱線圖可以使用boxplot函數(shù)。

boxplot函數(shù)的基本用法為：

boxplot(x, ...)

公式形式的用法

boxplot(formula, data = NULL, ..., subset, na.action = NULL, 
    drop = FALSE, sep = ".", lex.order = FALSE)

默認(rèn)用法：

boxplot(x, ..., range = 1.5, width = NULL, varwidth = FALSE,
notch = FALSE, outline = TRUE, names, plot = TRUE,
border = par("fg"), col = NULL, log = "",
pars = list(boxwex = 0.8, staplewex = 0.5, outwex = 0.5),
horizontal = FALSE, add = FALSE, at = NULL)

主要參數(shù)的含義：

x： 向量，列表或數(shù)據(jù)框。

formula： 公式，形如y~grp,其中y為向量，grp是數(shù)據(jù)的分組，通常為因子。

data： 數(shù)據(jù)框或列表，用于提供公式中的數(shù)據(jù)。

range： 數(shù)值，默認(rèn)為1.5，表示觸須的范圍，即range ×  (Q₃ - Q₁)

width： 箱體的相對(duì)寬度，當(dāng)有多個(gè)箱體時(shí)，有效。

varwidth： 邏輯值，控制箱體的寬度， 只有圖中有多個(gè)箱體時(shí)才發(fā)揮作用，默認(rèn)為FALSE， 所有箱體的寬度相同，當(dāng)其值為T(mén)RUE時(shí)，代表每個(gè)箱體的樣本量作為其相對(duì)寬度

notch： 邏輯值，如果該參數(shù)設(shè)置為T(mén)RUE，則在箱體兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)凹口。默認(rèn)為FALSE。

outline： 邏輯值，如果該參數(shù)設(shè)置為FALSE，則箱線圖中不會(huì)繪制離群值。默認(rèn)為T(mén)RUE。

names：繪制在每個(gè)箱線圖下方的分組標(biāo)簽。

plot ： 邏輯值，是否繪制箱線圖，如設(shè)置為FALSE，則不繪制箱線圖，而給出繪制箱線圖的相關(guān)信息，如5個(gè)點(diǎn)的信息等。

border：箱線圖的邊框顏色。

col：箱線圖的填充色。

horizontal：邏輯值，指定箱線圖是否水平繪制，默認(rèn)為FALSE。

下面舉例說(shuō)明R中繪制箱線圖的方法：

統(tǒng)計(jì)某中學(xué)學(xué)生的身高數(shù)據(jù)如下：

144,166,163,143,152,169,130,159,160,175,161,170,146,159,150,183,165,146,169

繪制其箱線圖

（1）簡(jiǎn)單的使用

h <- c(144,166,163,143,152,169,130,159,160,175,161,170,
          146,159,150,183,165,146,169)
boxplot(h)

結(jié)果如下圖所示：

（2）多組的箱線圖

某工廠推行新的工作方法，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組（原方法）的工作效率（每小時(shí)產(chǎn)量），如下面的數(shù)據(jù)：

試驗(yàn)組：35, 41, 40, 37, 43, 32, 39, 46

對(duì)照組：32, 39, 34, 36, 32, 38, 34, 31

繪制其箱線圖。

編寫(xiě)R程序如下：

x <- c(35, 41, 40, 37, 43, 32, 39, 46, 32, 39, 34, 36, 32, 38, 34, 31)
f <- factor(rep(c("試驗(yàn)組","對(duì)照組"),each=8))
data<- data.frame(x,f)
boxplot(x~f,data)

結(jié)果如下圖所示：

（3）width參數(shù)的效果

x <- c(35, 41, 40, 37, 43, 32, 39, 46, 32, 39, 34, 36, 32, 38, 34, 31)
f <- factor(rep(c("試驗(yàn)組","對(duì)照組"),each=8))
data<- data.frame(x,f)
boxplot(x~f,data,width=c(1,2),ylab="工作效率(個(gè)/小時(shí))")

效果圖如下圖所示：

（4）箱體顏色

x <- c(35, 41, 40, 37, 43, 32, 39, 46, 32, 39, 34, 36, 32, 38, 34, 31)
f <- factor(rep(c("試驗(yàn)組","對(duì)照組"),each=8))
data<- data.frame(x,f)
boxplot(x~f,data,width=c(1,2),col=c(2,3),border=c("darkgray","purple"))

效果如下圖所示：

（5）帶凹口的箱線圖

x <- c(35, 41, 40, 37, 43, 32, 39, 46, 32, 39, 34, 36, 32, 38, 34, 31)
f <- factor(rep(c("試驗(yàn)組","對(duì)照組"),each=8))
data<- data.frame(x,f)
boxplot(x~f,data,width=c(1,2),col=c(2,3),notch=TRUE)

如下圖所示：