我知道如何在gnuplot中创建直方图(只是使用“带框”),如果我的.dat文件已经有正确的二进制数据。是否有一种方法可以获取数字列表,并让gnuplot根据用户提供的范围和bin大小提供一个直方图?


当前回答

要非常小心:本页上的所有答案都隐含地决定了装箱从哪里开始——如果你喜欢的话,从最左边的箱子的左边边缘开始——而不是由用户决定。如果用户将这些函数中的任何一个与他/她自己决定的数据分箱开始位置相结合(就像在上面链接的博客上所做的那样),上述函数都是不正确的。对于bin 'Min'的任意起始点,正确的函数是:

bin(x) = width*(floor((x-Min)/width)+0.5) + Min

You can see why this is correct sequentially (it helps to draw a few bins and a point somewhere in one of them). Subtract Min from your data point to see how far into the binning range it is. Then divide by binwidth so that you're effectively working in units of 'bins'. Then 'floor' the result to go to the left-hand edge of that bin, add 0.5 to go to the middle of the bin, multiply by the width so that you're no longer working in units of bins but in an absolute scale again, then finally add back on the Min offset you subtracted at the start.

考虑这个函数:

Min = 0.25 # where binning starts
Max = 2.25 # where binning ends
n = 2 # the number of bins
width = (Max-Min)/n # binwidth; evaluates to 1.0
bin(x) = width*(floor((x-Min)/width)+0.5) + Min

例如,值1.1确实落在左bin中:

这个函数正确地将它映射到左bin的中心(0.75); Born2Smile的答案,bin(x)=width*floor(x/width),错误地将其映射为1; Mas90的答案,bin(x)=width*floor(x/width) + binwidth/2.0,错误地将其映射为1.5。

Born2Smile的答案只有在bin边界出现在(n+0.5)*binwidth (n经过整数)时才正确。Mas90的答案只有在bin边界出现在n*binwidth时才正确。

其他回答

我发现这个讨论非常有用,但我也遇到过一些“四舍五入”的问题。

更准确地说,使用0.05的binwidth,我注意到,使用上面介绍的技术,读取0.1和0.15的数据点落在同一个bin中。这(显然是不想要的行为)很可能是由于“地板”功能。

下面是我的小贡献,试图规避这一点。

bin(x,width,n)=x<=n*width? width*(n-1) + 0.5*binwidth:bin(x,width,n+1)
binwidth = 0.05
set boxwidth binwidth
plot "data.dat" u (bin($1,binwidth,1)):(1.0) smooth freq with boxes

这个递归方法适用于x >=0;我们可以用更多的条件语句来概括它,从而得到更一般的结果。

我对Born2Smile的解决方案做了一些修改。

我知道这不太合理,但以防万一,你可能需要它。如果您的数据是整数,并且您需要一个浮动容器大小(可能是为了与另一组数据进行比较,或在更细的网格中绘制密度),您将需要在floor内添加一个0到1之间的随机数。否则,由于四舍五入误差会出现尖峰。地板(x/width+0.5)是不行的,因为它会创建与原始数据不相符的模式。

binwidth=0.3
bin(x,width)=width*floor(x/width+rand(0))

你想画一个像这样的图吗? 是吗?然后你可以看看我的博客文章:http://gnuplot-surprising.blogspot.com/2011/09/statistic-analysis-and-histogram.html

代码中的关键行:

n=100 #number of intervals
max=3. #max value
min=-3. #min value
width=(max-min)/n #interval width
#function used to map a value to the intervals
hist(x,width)=width*floor(x/width)+width/2.0
set boxwidth width*0.9
set style fill solid 0.5 # fill style

#count and plot
plot "data.dat" u (hist($1,width)):(1.0) smooth freq w boxes lc rgb"green" notitle

同一数据集上不同数量的箱子可以揭示数据的不同特征。

不幸的是,没有通用的最佳方法可以确定箱子的数量。

其中一个强大的方法是Freedman-Diaconis规则,它根据给定数据集的统计数据自动确定箱子的数量,还有许多其他的替代方法。

因此,下面的代码可以在gnuplot脚本中使用Freedman-Diaconis规则:

假设你有一个文件,它只包含一列样本,samplesFile:

# samples
0.12345
1.23232
...

以下(基于ChrisW的回答)可以嵌入到现有的gnuplot脚本中:

...
## preceeding gnuplot commands
...

#
samples="$samplesFile"
stats samples nooutput
N = floor(STATS_records)
samplesMin = STATS_min
samplesMax = STATS_max
# Freedman–Diaconis formula for bin-width size estimation
    lowQuartile = STATS_lo_quartile
    upQuartile = STATS_up_quartile
    IQR = upQuartile - lowQuartile
    width = 2*IQR/(N**(1.0/3.0))
    bin(x) = width*(floor((x-samplesMin)/width)+0.5) + samplesMin

plot \
    samples u (bin(\$1)):(1.0/(N*width)) t "Output" w l lw 1 smooth freq 

As usual, Gnuplot is a fantastic tool for plotting sweet looking graphs and it can be made to perform all sorts of calculations. However, it is intended to plot data rather than to serve as a calculator and it is often easier to use an external programme (e.g. Octave) to do the more "complicated" calculations, save this data in a file, then use Gnuplot to produce the graph. For the above problem, check out the "hist" function is Octave using [freq,bins]=hist(data), then plot this in Gnuplot using

set style histogram rowstacked gap 0
set style fill solid 0.5 border lt -1
plot "./data.dat" smooth freq with boxes