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
在数据工作的全流程中,数据清洗是最基础、最耗时,同时也是最关键的核心环节,无论后续是做常规数据分析、可视化报表,还是开展 ...
2026-03-20在大数据与数据驱动决策的当下,“数据分析”与“数据挖掘”是高频出现的两个核心概念,也是很多职场人、入门学习者容易混淆的术 ...
2026-03-20在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的全流程工作闭环中,统计制图是连接严谨统计分析与高效业务沟通的关键纽带,更是CDA ...
2026-03-20在MySQL数据库优化中,分区表是处理海量数据的核心手段——通过将大表按分区键(如时间、地域、ID范围)分割为多个独立的小分区 ...
2026-03-19在商业智能与数据可视化领域,同比、环比增长率是分析数据变化趋势的核心指标——同比(YoY)聚焦“长期趋势”,通过当前周期与 ...
2026-03-19在数据分析与建模领域,流传着一句行业共识:“数据决定上限,特征决定下限”。对CDA(Certified Data Analyst)数据分析师而言 ...
2026-03-19机器学习算法工程的核心价值,在于将理论算法转化为可落地、可复用、高可靠的工程化解决方案,解决实际业务中的痛点问题。不同于 ...
2026-03-18在动态系统状态估计与目标跟踪领域,高精度、高鲁棒性的状态感知是机器人导航、自动驾驶、工业控制、目标检测等场景的核心需求。 ...
2026-03-18“垃圾数据进,垃圾结果出”,这是数据分析领域的黄金法则,更是CDA(Certified Data Analyst)数据分析师日常工作中时刻恪守的 ...
2026-03-18在机器学习建模中,决策树模型因其结构直观、易于理解、无需复杂数据预处理等优势,成为分类与回归任务的首选工具之一。而变量重 ...
2026-03-17在数据分析中,卡方检验是一类基于卡方分布的假设检验方法,核心用于分析分类变量之间的关联关系或实际观测分布与理论期望分布的 ...
2026-03-17在数字化转型的浪潮中,企业积累的数据日益庞大且分散——用户数据散落在注册系统、APP日志、客服记录中,订单数据分散在交易平 ...
2026-03-17在数字化时代,数据分析已成为企业决策、业务优化、增长突破的核心支撑,从数据仓库搭建(如维度表与事实表的设计)、数据采集清 ...
2026-03-16在数据仓库建设、数据分析(尤其是用户行为分析、业务指标分析)的实践中,维度表与事实表是两大核心组件,二者相互依存、缺一不 ...
2026-03-16数据是CDA(Certified Data Analyst)数据分析师开展一切工作的核心载体,而数据读取作为数据生命周期的关键环节,是连接原始数 ...
2026-03-16在用户行为分析实践中,很多从业者会陷入一个核心误区:过度关注“当前数据的分析结果”,却忽视了结果的“泛化能力”——即分析 ...
2026-03-13在数字经济时代,用户的每一次点击、浏览、停留、转化,都在传递着真实的需求信号。用户行为分析,本质上是通过收集、整理、挖掘 ...
2026-03-13在金融、零售、互联网等数据密集型行业,量化策略已成为企业挖掘商业价值、提升决策效率、控制经营风险的核心工具。而CDA(Certi ...
2026-03-13在机器学习建模体系中,随机森林作为集成学习的经典算法,凭借高精度、抗过拟合、适配多场景、可解释性强的核心优势,成为分类、 ...
2026-03-12在机器学习建模过程中,“哪些特征对预测结果影响最大?”“如何筛选核心特征、剔除冗余信息?”是从业者最常面临的核心问题。随 ...
2026-03-12