箱线图(Box Plot)理论篇

记得之前应该整理过的,但是找不到了,就再来一次吧

箱线图

箱形图又称为盒须图、箱线图

是一种用作显示一组数据分散情况的统计图,因形状如箱子得名

箱形图针对的是单一变量,可以用来识别异常值

要理解和使用箱形图,需要搞清楚几个概念:

  • 上四分位数
  • 中位数
  • 下四分位数

四分位数

四分位数(英语:Quartile)是统计学中分位数的一种,即把所有数值由小到大排列并分成四等份,处于三个分割点位置的数值就是四分位数。

有两个点注意下:
从小到大排列
分成四等份

对于这三个分割点:

  • 第一四分位数(Q1),又称较小四分位数,等于该样本中所有数值由小到大排列后第25%的数字。

  • 第二四分位数(Q2),又称中位数,等于该样本中所有数值由小到大排列后第50%的数字。

  • 第三四分位数(Q3),有称较大四分位数,等于该样本中所有数值由小到大排列后第75%的数字。

Q3与Q1的差距又称为四分位距(InterQuartile Range, IQR)

图片来自谷歌搜索结果

这个图呢,大概是说,为什么上边界和下边界之外的数据,也就是离群值(异常值)可以忽略掉的原因,貌似就是传说中的3σ原则

我看这里还会标注离群值和极端值,上、下边界外的值

通过箱形图可以得出什么结论(如何解读箱线图)

使用Excel、Python或者其他工具画箱线图很容易,但是,通过这个图到底可以得到些什么启示呢?

  • 识别异常值
    这是最直接的一个结论,很多情况下的分析,都需要剔除异常值

  • 异常值集中在较小值一侧,则分布呈现左偏态;;异常值集中在较大值一侧,则分布呈现右偏态。

感觉使用箱线图,是为了看数据的分布情况,看数据集中在哪里,分布有什么特征,数据是集中在较小值一侧还是较大值一侧,有没有异常值

这些资料都没啥特别的,刚才找到篇文章,狗熊会的,不错,对这个箱线图的使用场景算是来个对比,分享下


先附上原文地址:丑图百讲 | 箱线图应该怎么用

箱线图是针对连续性变量使用的

我们也来看个实际例子,我就使用seaborn中的数据集好了

tips = sns.load_dataset('tips')
tips['tip'].plot.box()

因为这里,并没有显示具体的各项指标数据,我们可以结合describe函数

tips['tip'].describe()

也就是说,小费的中位数是2.9美元(不知道单位是啥,就当美元吧)
Q1是2美元,Q3是3.5625美元,50%的数据都集中在这个区间内
异常值都集中在上限

中位数和平均值比较接近

其实用箱线图来展示这个小费的分布,并不是非常好,如果用直方图的话,更加的直观

tips['tip'].plot.hist()

看,数据的集中程度,更加的明显一些

不是所有的数据都适合话箱线图,如果你的箱线图画出来就是一条横线,或者很扁,那就赶紧换一种图吧

通常有2个原因导致这种情况:

  • 样本数据中,存在特别大或者特别小的异常值,这种离群的表现,导致箱子整体被压缩,反而凸显出来这些异常
  • 样本数据特别少,数据一少,就有可能出现各种诡异的情况,导致统计图长得对不起观众。

原作者总结的很好,直接贴过来了,学习下

作者还说了,这里有一种解决办法,就是做对数变换
但是,我目前还不是很理解,做了对数变换,数据不就变了吗,这个展示出来没有影响嘛?又为什么可以这样做呢?
等我研究明白了再说

箱线图到底怎么用

配合着定性变量画分组箱线图,作比较!
我理解的是,在不同维度下,对数据进行对比,可以使用箱线图

作者整理了几点箱线图的特点,这里分享下:

  • 箱线图是针对连续型变量的,解读时候重点关注平均水平、波动程度和异常值。
  • 当箱子被压得很扁,或者有很多异常的时候,试着做对数变换。
  • 当只有一个连续型变量时,并不适合画箱线图,直方图是更常见的选择。
  • 箱线图最有效的使用途径是作比较,配合一个或者多个定性数据,画分组箱线图。

嗯,学习了,还是得专业的人来分享

这一篇理论篇先到这,我去整理下seaborn中绘制boxplot

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