如何获取等密度直方图各分箱的上下边界取值?
获取等密度直方图分箱上下边界的实现方案
现成可用的内置函数/库方法
等密度(等面积/等频)直方图的核心逻辑是每个分箱内落入的样本量相等,对应的分箱边界本质就是数据集的等分位点,不需要额外找特殊库,通用数据处理库都有现成实现:
- 用numpy实现:直接调用分位数计算函数,传入你需要的分箱数量对应的分位点序列,一步输出边界。示例代码:
import numpy as np # 假设你的原始正整数数据集存储在变量data中,需要拆分10个等密度分箱 bin_count = 10 # 生成的bin_edges长度为bin_count+1,按升序存储所有边界值 bin_edges = np.quantile(data, np.linspace(0, 1, bin_count + 1))
- 用pandas实现:pandas内置的
qcut就是专门用于等频分箱的工具,开启返回分箱参数的开关即可直接拿到边界:
import pandas as pd # 第一个返回值是每个样本对应的分箱类别,第二个返回值就是分箱边界数组 _, bin_edges = pd.qcut(data, q=bin_count, retbins=True)
- 如果需要自定义分位点的计算规则(比如针对整数数据集调整分位点插值方式),可以用scipy的
scipy.stats.mstats.mquantiles函数,支持多种分位数计算逻辑适配需求。
从matplotlib的绘图结果中提取边界
你在调用matplotlib的直方图绘制接口时,函数本身就会直接返回分箱边界,不需要额外解析图形元素:
- 不管你用
plt.hist还是面向对象的ax.hist接口,调用后都会返回三个对象,第二个返回值就是完整的分箱边界数组:
import matplotlib.pyplot as plt # 传入你之前用的等面积直方图bins配置即可 counts, bin_edges, bar_patches = plt.hist(data, bins=your_equal_area_bin_setting) # 遍历获取单个分箱边界:第i个分箱的下边界为bin_edges[i],上边界为bin_edges[i+1]
针对你250-1200范围的正整数数据集,拿到浮点型的边界值后,可以通过
np.round(bin_edges).astype(int)做取整得到整数边界,正态分布场景下取整带来的各分箱样本量偏差极小,基本可以忽略。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者thejahcoop
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