京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
R语言之随机数与抽样模拟篇
R语言生成均匀分布随机数的函数是runif()
句法是:runif(n,min=0,max=1) n表示生成的随机数数量,min表示均匀分布的下限,max表示均匀分布的上限;若省略参数min、max,则默认生成[0,1]上的均匀分布随机数。
例1:
> runif(5,0,1) # 生成5个[0,1]的均匀分布的随机数
[1] 0.5993 0.7391 0.2617 0.5077 0.7199
> runif(5) # 默认生成5个[0,1]上的均匀分布随机数
[1] 0.2784 0.7755 0.4107 0.8392 0.7455
例2
随机产生100个均匀分布随机数,作其概率直方图,再添加均匀分布的密度函数线,程序如下:
> x=runif(100)
> hist(x,prob=T,col=gray(.9),main="uniform on [0,1]")
> curve(dunif(x,0,1),add=T) #添加均匀分布的密度函数线
3.1.2 正态分布随机数
正态分布随机数的生成函数是 rnorm()
句法是:rnorm(n,mean=0,sd=1) 其中n表示生成的随机数数量,mean是正态分布的均值,默认为0,sd是正态分布的标准差,默认时为1;
例:
随机产生100个正态分布随机数,作其概率直方图,再添加正态分布的密度函数线
> x=rnorm(100)
> hist(x,prob=T,main="normal mu=0,sigma=1")
> curve(dnorm(x),add=T)
3.1.3 二项分布随机数
二项分布是指n次独立重复贝努力试验成功的次数的分布,每次贝努力试验的结果只有两个,成功和失败,记成功的概率为p
生成二项分布随机数的函数是:rbinom()
句法是:rbinom(n,size,prob) n表示生成的随机数数量,size表示进行贝努力试验的次数,prob表示一次贝努力试验成功的概率
例:
产生100个n为10,15,50,概率p为0.25的二项分布随机数:
> par(mfrow=c(1,3))
> p=0.25
> for( n in c(10,20,50))
{ x=rbinom(100,n,p)
hist(x,prob=T,main=paste("n =",n))
xvals=0:n
points(xvals,dbinom(xvals,n,p),type="h",lwd=3)
}
> par(mfrow=c(1,1))
3.1.4 指数分布随机数
R生成指数分布随机数的函数是:rexp()
其句法是:rexp(n,lamda=1) n表示生成的随机数个数,lamda=1/mean
例:
>x=rexp(100,1/10) # 生成100个均值为10的指数分布随机数
>hist(x,prob=T,col=gray(0.9),main=“均值为10的指数分布随机数”)
>curve(dexp(x,1/10),add=T) #添加指数分布密度线
3.1.5 常见的分布函数
产生分布的随机数,只需要在相应的分布前加r就行
表 3-1 常见分布函数表
分布 中文名称 R中的表达 参数
Beta 贝塔分布 beta(a,b) shape1, shape2
Binomial 二项分布 binom(n,p) size, prob
Cauchy 柯西分布 cauchy( ) location, scale Chi-square 卡方分布 chisq(df)
df Exponential 指数分布 exp(lamda) rate F F分布 f(df1,df2) df1
df2
Gamma 伽玛分布 gamma() shape rate
Geometric 几何分布 geom() prob Hypergeometric 超几何分布 hyper() m,n,k
Logistic 逻辑分布 logis() location scale
Negative binomial 负二项分布 nbinom() size prob
Normal 正态分布 norm() mean, sd Multivariate normal 多元正态分布 mvnorm() mean,cov
Poisson 泊松分布 pois() lambda T t 分布 t() df
Uniform 均匀分布 unif() min, max Weibull 威布儿分布 weibull() shape, scale
Wilcoxon 威尔考可森分布 wilcox() m, n
表 3-2 与分布相关的函数及代号
函数代号 函数作用
r- 生成相应分布的随机数
d- 生成相应分布的密度函数
p- 生成相应分布的累积概率密度函数
q- 生成相应分布的分位数函数
例:
dnorm表示正态分布密度函数
pnorm表示正态分布累积概率密度函数
qnorm表示正态分布分位数函数(即正态累积概率密度函数的逆函数)
3.2 随机抽样
3.2.1 放回与无放回抽样
R可以进行有放回、无放回抽样
sample()函数即可以实现
句法为:sample(x,n,replace=F,prob=NULL)
3.3 统计模拟
3.3.1 几种常见的模拟方法
1 中心极限定理:
3 用函数进行模拟
指定模拟次数m=100,样本量n=10,概率=0.25,如果要改变这些参数来重新进行模拟将会很麻烦,下面将展示如何将上面的程序形成一个模拟函数再进行模拟。
> sim.clt <- function (m=100,n=10,p=0.25)
{ z = rbinom(m,n,p)
x = (z-n*p)/sqrt(n*p*(1-p))
hist(x,prob=T,breaks=20,main=paste("n =",n,”p =”,p))
curve(dnorm(x),add=T)
}
> sim.clt() # 默认 m=100,n=10,p=0.25
> sim.clt(1000) # 取 m=1000,n=10,p=0.25
> sim.clt(1000,30) # 取 m=1000,n=30,p=0.25
> sim.clt(1000,30,0.5) # 取 m=1000,n=30,p=0.5
4 正态概率模拟
能比直方图更好判定随机数是否近似服从正态分布的是正态概率图。
其基本思想是:作实际数据的分位数与正态分布数据的分位数的散点图,也就是作样本分位数与理论分位数的散点图。
3.3.2 模拟函数的建立方法
若每次模拟都要编写一个循环,非常麻烦.
sim.fun()就是专门用来解决这类问题的
只需要编写一个用来生成随机数的函数,剩下的工作就交给sim.fun来完成
sim.fun <-function (m,f,...) # m 模拟样本次数,f需模拟的函数
{
sample <-1:m
for (i in 1:m) {
sample[i] <-f(...)
}
sample
}
例:
二项分布:
先编写一个函数用来生成一个二项分布随机的标准化值
>f<-function(n=10,p=0.5){s=rbinom(1,n,p);(s-n*p)/sqrt(n*p*(1-p)) }
> x=sim.fun(1000,f) # 模拟1000个二项随机数
> hist(x,prob=T)
均匀分布来模拟中心极限定理:
> f = function(n=10) (mean(runif(n)-1/2)/(1/sqrt(12*n))
> x=sim.fun(1000,f) # 模拟1000个均匀随机数
> hist(x,prob=T)
正态分布:
>f=function(n=10,mu=0,sigma=1){r=rnorm(n,mu,sigma);(mean(r)-m
u)/(sigma/sqrt(n)) }
> x = sim.fun(1000,f) #模拟1000个样本量为10的N(0,1)随机数
> hist(x,breaks=10,prob=T)
> x = sim.fun(1000,f,30,5,2) # 模拟1000个样本量为30的N(5,4)随机数
> hist(x,breaks=10,prob=T)
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在Python数据分析中,Pandas库的DataFrame是最核心、最常用的结构化数据表对象,类似于Excel的二维表格,具备规整的行列结构、字 ...
2026-09-07在数据分析、经营复盘、业绩预测与经济统计工作中,平均增速(平均增长率)是衡量数据长期变化趋势、业务发展快慢的核心指标。不 ...
2026-09-07 很多数据分析师精通Excel单元格操作,但当被问到“表结构数据的基本处理单位是什么”“字段和记录的本质区别”“为什么表结 ...
2026-09-07随着大数据技术的快速发展,商业竞争逐步从传统的经验式经营转变为数据驱动的精细化运营。海量的用户行为数据、交易数据、运营数 ...
2026-09-04CDA数据分析师 出品 作者:李诗怡 1. 波士顿矩阵(BCG Matrix) 定义: BCG于1970年提出的业务组合分析工具,以"市场增长率"(纵 ...
2026-09-04 数据分析师八成以上的时间在和数据表格打交道,但许多人拿到Excel后习惯性地先算、先分析,结果回头发现漏了一列关键数据, ...
2026-09-04数据透视表是Excel与Power BI中最核心的数据分析工具,具备快速汇总、维度拆分、动态筛选的能力,可高效完成数据归类与统计展示 ...
2026-09-03在Power BI数据分析可视化场景中,堆积柱状图+折线图是最常用的复合图表组合。堆积柱状图适合展示各细分维度当期数值、结构占比 ...
2026-09-03 很多数据分析师每天与Excel打交道,但当被问到“表格结构数据的基本处理单位是什么”“数据类型误判会引发哪些分析错误”“ ...
2026-09-03CDA数据分析师 出品 作者:李诗怡 一、8个核心数据清洗函数 1. TRIM:一键清除多余空格(最常用) 作用:仅保留文本中"单词/字 ...
2026-09-02数据分析的核心并非单纯操作工具、整理报表或绘制图表,而是依靠科学的思维逻辑挖掘数据价值、解释业务现象、指导经营决策。在完 ...
2026-09-02在社会经济、产业研究、区域治理与大数据实证分析中,面板数据是最具研究价值的数据类型。面板数据同时包含截面维度与时间维度信 ...
2026-09-02 很多数据分析师能熟练计算均值、标准差,但当被问到“如何用一张图让业务方3秒内看懂核心结论”“面对不同数据类型该怎么选 ...
2026-09-02在数据驱动决策的体系中,数据分析按照分析目的可分为描述性分析、诊断性分析、预测性分析与指导性分析四大类型。其中,诊断性分 ...
2026-09-01网络请求是Python爬虫开发、接口测试、数据拉取的核心基础功能,Python生态中主要依靠 urllib 和 requests 两大库实现HTTP请求操 ...
2026-09-01 很多数据分析师面对业务问题时,常常感到“知道要分析,却不知道用什么方法”。其实,数据分析并非无章可循——从三大基础范 ...
2026-09-01在数据库设计与业务数据维护中,自增ID是数据表最常用的主键字段,用于唯一标识每一条业务数据,正常状态下ID应保持连续递增。但 ...
2026-08-31在数理统计、数据分析、经济测算与日常量化评估中,平均值是刻画数据集中趋势、反映整体水平的基础核心指标。在实际应用中,最常 ...
2026-08-31在数据驱动的时代,数据分析早已不是“凭经验、靠感觉”的零散操作,而是一套具备固定逻辑、标准化流程的系统方法——这就是数据 ...
2026-08-31在大数据时代背景下,海量行业数据亟需通过专业化工具挖掘潜在价值,辅助企业业务决策、优化运营模式、规避经营风险。Python凭借 ...
2026-08-28