从零到英雄手动绘制直方图的过程

  • 科研动态
  • 2025年01月23日
  • 在数据分析和科学计算中,直方图是一种常用的统计图表,它通过柱状图的形式展示了一个连续变量的频率分布情况。直方图能够帮助我们快速地理解数据集中数值型变量的分布特征,如均值、中位数、众数以及数据集中趋势等。今天,我们将一起学习如何手动绘制一个简单的直方图,并探讨它在实际应用中的重要性。 1. 理解直方图 1.1 直方图定义 直方图是用来描述一组观测值或数字分配情况的一种方式。在数学上

从零到英雄手动绘制直方图的过程

在数据分析和科学计算中,直方图是一种常用的统计图表,它通过柱状图的形式展示了一个连续变量的频率分布情况。直方图能够帮助我们快速地理解数据集中数值型变量的分布特征,如均值、中位数、众数以及数据集中趋势等。今天,我们将一起学习如何手动绘制一个简单的直方图,并探讨它在实际应用中的重要性。

1. 理解直方图

1.1 直方图定义

直方图是用来描述一组观测值或数字分配情况的一种方式。在数学上,它可以看作是每个可能取值范围内观测次数与该范围宽度之比的累积概率密度函数。简而言之,通过对一系列连续数据进行分类,将其投影到类别坐标轴上,可以得到相应类别下观测次数,从而构建出一幅以这些数量为高度,以类别边界为底部边界线形成的柱状条形统计图片,这就是所谓的一维或二维(对于三维数据)上的“直方”。

1.2 直方图与箱形圖對比

尽管两者都是用于可视化单个变量或者多个变量间关系的手段,但它们有着不同的功能和适用场景。一张箱形圖通常包含五点概括:最小值、第一四分位数(Q1)、中位数、中位四分位数(Q3)以及最大值。而直接使用箱形圖则难以区分不同于这五点估计的情况,因此若要了解更多细节,比如具体每个取值范围内出现了多少次,那么就需要使用更详细信息提供给我们的工具——即这个时候正好轮到直方圖登场。

2. 准备工作

2.1 收集并处理原始数据

为了开始绘制我们的第一张原创性的自定义插件,我们首先需要收集一些样本数据。这可能是一个来自实验、调查或者日志文件等来源的大型CSV文件。接下来,我们会根据这些原始数字去确定合适宽度来划分这些数字,然后计算每个区间内出现过几次,这些次数加起来会成为我们的横轴刻度,即x轴上的各个区域高度。

3. 手动绘制步骤

3.1 数据预处理 - 分组与计数器建立基础框架

首先,对所有采样的输入进行排序,使得列表按照顺序排列。

然后,选择合适且具有代表性的数量作为区间宽度,这一步非常关键,因为它直接影响到了结果画面中的柱子大小和整体外观。

接着,为每一段创建一个计数组容纳该区间内发生过多少次事件。

3.2 计算频率并准备输出格式:

对于已经设定的任意区间,你应该计算出此时所有已知元素落入其中一次事件总人数占总人群比例,用这样的比例来决定你在X轴上对应位置处放置何种高低。

组织好你的输出格式,一般来说包括两个部分:X轴显示的是每一区间左侧端点,而Y轴则显示的是相应区域中出现事件总次数除以整个样本长度后的频率百分比表示出来。

3.3 使用Python实现自动化脚本:

为了避免重复劳动并确保代码清晰可读,让程序能更加自动化执行我们之前提到的步骤,我们可以写成Python脚本。这不仅减少了时间成本,而且还使得随着新的样品或变化需求增加时,只需轻松修改代码即可更新结果。此外,有利于提升准确性因为无需依赖任何特定软件包,也意味着没有额外错误潜在风险源产生。

结语:

综上所述,不管是在初学阶段还是经验丰富的地专业人士,在掌握基本方法之后,他们都能迅速地学会如何自己制作他们自己的专属版本版权保护插件,无论是在传统纸笔艺术还是现代电脑编程环境中,都同样有效。但记住,当涉及到更复杂的情境,例如二维、三维空间或者较大规模任务时,最好的做法是结合现有的工具,比如matplotlib,seaborn,plotly等库,并利用它们提供的一系列功能,以提高效率同时保持精确性。

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