R语言中绘制箱线图

箱线图

箱线图或箱形图是由5个特征值绘制而成的图形，其有一个箱子和两条线段组成。5个特征值是变量的最大值、最小值、中位数、第一四分位数和第三四分位数。连接两个分位数画出一个箱子，箱子用中位数分割，把两个极值点与箱子用线条连接，即成箱线图。箱线图的形式如下图所示：

图片来源于网络

在R中绘制箱线图可以使用boxplot函数。

boxplot函数的基本用法为：

boxplot(x, ...)

公式形式的用法

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

默认用法：

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)

主要参数的含义：

x： 向量，列表或数据框。

formula： 公式，形如y~grp,其中y为向量，grp是数据的分组，通常为因子。

data： 数据框或列表，用于提供公式中的数据。

range： 数值，默认为1.5，表示触须的范围，即range ×  (Q₃ - Q₁)

width： 箱体的相对宽度，当有多个箱体时，有效。

varwidth： 逻辑值，控制箱体的宽度， 只有图中有多个箱体时才发挥作用，默认为FALSE， 所有箱体的宽度相同，当其值为TRUE时，代表每个箱体的样本量作为其相对宽度

notch： 逻辑值，如果该参数设置为TRUE，则在箱体两侧会出现凹口。默认为FALSE。

outline： 逻辑值，如果该参数设置为FALSE，则箱线图中不会绘制离群值。默认为TRUE。

names：绘制在每个箱线图下方的分组标签。

plot ： 逻辑值，是否绘制箱线图，如设置为FALSE，则不绘制箱线图，而给出绘制箱线图的相关信息，如5个点的信息等。

border：箱线图的边框颜色。

col：箱线图的填充色。

horizontal：逻辑值，指定箱线图是否水平绘制，默认为FALSE。

下面举例说明R中绘制箱线图的方法：

统计某中学学生的身高数据如下：

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

绘制其箱线图

（1）简单的使用

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

结果如下图所示：

（2）多组的箱线图

某工厂推行新的工作方法，实验组和对照组（原方法）的工作效率（每小时产量），如下面的数据：

试验组：35, 41, 40, 37, 43, 32, 39, 46

对照组：32, 39, 34, 36, 32, 38, 34, 31

绘制其箱线图。

编写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("试验组","对照组"),each=8))
data<- data.frame(x,f)
boxplot(x~f,data)

结果如下图所示：

（3）width参数的效果

x <- c(35, 41, 40, 37, 43, 32, 39, 46, 32, 39, 34, 36, 32, 38, 34, 31)
f <- factor(rep(c("试验组","对照组"),each=8))
data<- data.frame(x,f)
boxplot(x~f,data,width=c(1,2),ylab="工作效率(个/小时)")

效果图如下图所示：

（4）箱体颜色

x <- c(35, 41, 40, 37, 43, 32, 39, 46, 32, 39, 34, 36, 32, 38, 34, 31)
f <- factor(rep(c("试验组","对照组"),each=8))
data<- data.frame(x,f)
boxplot(x~f,data,width=c(1,2),col=c(2,3),border=c("darkgray","purple"))

效果如下图所示：

（5）带凹口的箱线图

x <- c(35, 41, 40, 37, 43, 32, 39, 46, 32, 39, 34, 36, 32, 38, 34, 31)
f <- factor(rep(c("试验组","对照组"),each=8))
data<- data.frame(x,f)
boxplot(x~f,data,width=c(1,2),col=c(2,3),notch=TRUE)

如下图所示：