是否有一种方便的方法来计算一个序列或一维numpy数组的百分位数?

我正在寻找类似Excel的百分位数函数。

我在NumPy的统计参考中找不到这个。我所能找到的是中位数(第50百分位),但没有更具体的东西。


当前回答

如果你需要答案是输入numpy数组的成员:

再加上numpy中的百分位数函数默认情况下将输出计算为输入向量中两个相邻项的线性加权平均。在某些情况下,人们可能希望返回的百分位数是向量的实际元素,在这种情况下,从v1.9.0开始,您可以使用“插值”选项,使用“低”、“高”或“最近”。

import numpy as np
x=np.random.uniform(10,size=(1000))-5.0

np.percentile(x,70) # 70th percentile

2.075966046220879

np.percentile(x,70,interpolation="nearest")

2.0729677997904314

后者是向量中的一个实际条目,而前者是与百分位数相邻的两个向量条目的线性插值

其他回答

下面是如何在没有numpy的情况下,仅使用python来计算百分比。

import math

def percentile(data, perc: int):
    size = len(data)
    return sorted(data)[int(math.ceil((size * perc) / 100)) - 1]

percentile([10.0, 9.0, 8.0, 7.0, 6.0, 5.0, 4.0, 3.0, 2.0, 1.0], 90)
# 9.0
percentile([142, 232, 290, 120, 274, 123, 146, 113, 272, 119, 124, 277, 207], 50)
# 146

我通常看到的百分位数的定义期望从所提供的列表中找到P个百分比的值…这意味着结果必须来自集合,而不是集合元素之间的插值。为此,可以使用一个更简单的函数。

def percentile(N, P):
    """
    Find the percentile of a list of values

    @parameter N - A list of values.  N must be sorted.
    @parameter P - A float value from 0.0 to 1.0

    @return - The percentile of the values.
    """
    n = int(round(P * len(N) + 0.5))
    return N[n-1]

# A = (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
# B = (15, 20, 35, 40, 50)
#
# print percentile(A, P=0.3)
# 4
# print percentile(A, P=0.8)
# 9
# print percentile(B, P=0.3)
# 20
# print percentile(B, P=0.8)
# 50

如果你想从所提供的列表中获得等于或低于P百分比的值,那么使用以下简单的修改:

def percentile(N, P):
    n = int(round(P * len(N) + 0.5))
    if n > 1:
        return N[n-2]
    else:
        return N[0]

或者使用@ijustlovemath建议的简化:

def percentile(N, P):
    n = max(int(round(P * len(N) + 0.5)), 2)
    return N[n-2]

要计算一个系列的百分位数,运行:

from scipy.stats import rankdata
import numpy as np

def calc_percentile(a, method='min'):
    if isinstance(a, list):
        a = np.asarray(a)
    return rankdata(a, method=method) / float(len(a))

例如:

a = range(20)
print {val: round(percentile, 3) for val, percentile in zip(a, calc_percentile(a))}
>>> {0: 0.05, 1: 0.1, 2: 0.15, 3: 0.2, 4: 0.25, 5: 0.3, 6: 0.35, 7: 0.4, 8: 0.45, 9: 0.5, 10: 0.55, 11: 0.6, 12: 0.65, 13: 0.7, 14: 0.75, 15: 0.8, 16: 0.85, 17: 0.9, 18: 0.95, 19: 1.0}

从Python 3.8开始,标准库附带了quantiles函数,作为统计模块的一部分:

from statistics import quantiles

quantiles([1, 2, 3, 4, 5], n=100)
# [0.06, 0.12, 0.18, 0.24, 0.3, 0.36, 0.42, 0.48, 0.54, 0.6, 0.66, 0.72, 0.78, 0.84, 0.9, 0.96, 1.02, 1.08, 1.14, 1.2, 1.26, 1.32, 1.38, 1.44, 1.5, 1.56, 1.62, 1.68, 1.74, 1.8, 1.86, 1.92, 1.98, 2.04, 2.1, 2.16, 2.22, 2.28, 2.34, 2.4, 2.46, 2.52, 2.58, 2.64, 2.7, 2.76, 2.82, 2.88, 2.94, 3.0, 3.06, 3.12, 3.18, 3.24, 3.3, 3.36, 3.42, 3.48, 3.54, 3.6, 3.66, 3.72, 3.78, 3.84, 3.9, 3.96, 4.02, 4.08, 4.14, 4.2, 4.26, 4.32, 4.38, 4.44, 4.5, 4.56, 4.62, 4.68, 4.74, 4.8, 4.86, 4.92, 4.98, 5.04, 5.1, 5.16, 5.22, 5.28, 5.34, 5.4, 5.46, 5.52, 5.58, 5.64, 5.7, 5.76, 5.82, 5.88, 5.94]
quantiles([1, 2, 3, 4, 5], n=100)[49] # 50th percentile (e.g median)
# 3.0

Quantiles为给定的分布区域返回n - 1个切割点的列表,分隔n个分位数区间(以等概率将dist划分为n个连续区间):

统计数据。分位数(dist, *, n=4, method='exclusive')

在我们的例子中,n(百分位数)是100。

import numpy as np
a = [154, 400, 1124, 82, 94, 108]
print np.percentile(a,95) # gives the 95th percentile