R中因子水平的自动组合

每次我们在应用计量经济学课程中面对实际应用时,我们都必须处理分类变量。同样的问题也发生在学生身上:我们怎样才能自动地结合因素水平呢?有简单的R函数吗?

在过去的几年里,我确实上传了一些博客文章。但到目前为止没有什么令人满意的。让我写下几行关于可以做什么的话。如果有人想写一个很好的R函数,那就太棒了。为了说明这一想法,请考虑以下(模拟数据集):

n=200
set.seed(1)
x1=runif(n)
x2=runif(n)
y=1+2*x1-x2+rnorm(n,0,.2)
LB=sample(LETTERS[1:10])
b=data.frame(y=y,x1=x1,
             x2=cut(x2,breaks=
             c(-1,.05,.1,.2,.35,.4,.55,.65,.8,.9,2),
             labels=LB))
str(b)
'data.frame':200 obs. of  3 variables:
 $ y : num  1.345 1.863 1.946 2.481 0.765 ...
 $ x1: num  0.266 0.372 0.573 0.908 0.202 ...
 $ x2: Factor w/ 10 levels "I","A","H","F",..: 4 4 6 4 3 6 7 3 4 8 ...
table(b$x2)[LETTERS[1:10]]
 
 A  B  C  D  E  F  G  H  I  J 
11 12 23 34 23 36 12 32  3 14

有一个(连续)因变量y,一个连续协变量x_1和一个范畴变量x_2,具有十个水平。我们可以使用以下方法绘制数据:

plot(b$x1,y,col="white",xlim=c(0,1.1))
text(b$x1,y,as.character(b$x2),cex=.5)

线性回归的输出产生以下预测:

 

 

for(i in 1:10){
 
 
p=function(x) predict(lm(y~x1+x2,data=b),newdata=data.frame(x1=x,x2=LETTERS[i]))
u=seq(-1,1.065,by=.01)
v=Vectorize(p)(u)
lines(u,v)}

x_1的斜率是相同的,我们只需为每个级别添加一个不同的常数。正如我们所看到的,一些级别非常接近,因此将它们合并成一个类别似乎是合理的。以下是线性回归的输出:

summary(lm(y~x1+x2,data=b))
Coefficients:
             Estimate Std. Error t value Pr(>|t|)    
(Intercept)  0.843802   0.119655   7.052 3.23e-11 ***
x1           1.992878   0.053838  37.016  < 2e-16 ***
x2A          0.055500   0.131173   0.423   0.6727    
x2H          0.009293   0.121626   0.076   0.9392    
x
### 使用 `ggplot2` 和 `lattice` 绘制三因子柱形图 #### 使用 `ggplot2` 为了绘制带有三个分类变量的柱状图,可以通过调整美学参数(aes)并添加合适的几何对象来完成。下面是一个完整的代码示例: ```r library(ggplot2) # 创建样本数据框 df <- expand.grid( factor1 = c('A', 'B'), factor2 = c('X', 'Y', 'Z'), factor3 = c('P', 'Q') ) set.seed(123) # 设置随机种子以便结果可重复 df$value <- runif(nrow(df), min = 0, max = 100) # 构建图表 p <- ggplot(df, aes(x = interaction(factor1, factor2), y = value, fill = factor3)) + geom_bar(stat = "identity", position = "dodge") + scale_fill_brewer(palette="Set1") + theme_minimal() + labs(title = "Three Factor Bar Plot with ggplot2", subtitle = "Factor Levels: A/B * X/Y/Z \nFill Color by P/Q", caption = "Data Source: Simulated Data") print(p) ``` 这段代码首先定义了一个具有三个因素的数据集,并赋予其一些模拟数值作为响应变量。接着通过调用`ggplot()`初始化绘图环境,并指定了横坐标为前两个因素组合而成的新类别、纵坐标为目标测量值以及填充颜色由第三个因素决定。 最后利用`geom_bar()`函数指定条形的高度应基于实际观测到的数量(`stat="identity"`),并且不同水平之间相互错开排列(`position="dodge"`)以方便比较各个子群之间的差异[^1]。 #### 使用 `lattice` 对于希望采用`lattice`包实现相同效果的情况,则可以按照如下方式编写脚本: ```r library(lattice) # 假设已有上述相同的 df 数据结构 barchart(value ~ interaction(factor1,factor2)|factor3, groups=factor3, data=df, auto.key=list(columns=2), main="Three Factors Barchart Using Lattice Package", xlab="Interaction of First Two Factors", ylab="Value", layout=c(1,2)) ``` 这里的关键在于使用了`interaction()`函数将第一个和第二个因素结合起来形成新的分组标签;而条件表达式的引入使得第三种属性能够被用来分割面板显示不同的情况。此外还设置了自动键控样式以及其他图形外观选项[^4]。
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