在Microsoft Excel中选择随机样本的6种方法
您想从 Excel 数据中选择一个随机样本吗？
随机样本是从较大的总体中选取的记录，使得每个记录都有同等被选中的机会。
目标是确保样本尽可能准确地反映总体情况。如果任何一个群体被过度抽样或抽样不足，那么结果就会出现偏差，并导致不准确的结论。
随机抽样对于统计工作至关重要，因为它有助于消除任何偏见。
本篇文章将向您展示如何选择有重复项和无重复项的随机样本。获取本篇文章中使用的示例工作簿的副本以继续学习！
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使用 RAND 函数选择随机样本
这种方法是最手动的，但如果您只需要一个样本，那么它是最容易设置和一次性使用的方法。
为此，您需要向数据添加一个包含随机数的辅助列。
这可用于按随机顺序对数据进行排序，并且可以将最上面的行作为随机样本。
这是身高和体重测量的数据列表。假设您想从中获取 5 个观测值的随机样本。
这是您需要做的。
= RAND ( )- 使用上述公式向数据添加一列。将公式复制并粘贴到整个列中。
RAND函数将在列中生成一个介于 0 和 1 之间的随机十进制数。现在您可以根据这个随机列对数据进行排序。基于随机数进行排序将创建随机顺序。
- 选择整个范围，包括新的随机数列。
- 转到“数据”选项卡。
- 选择“过滤”命令。这将为数据集中的每个列标题添加排序和过滤切换。您可以使用它们对数据进行排序。
提示：您还可以使用Ctrl+ Shift+L键盘快捷键为数据添加排序和过滤切换。
- 点击随机数列中的排序和过滤切换按钮。这将显示该列的排序选项
- 从菜单中选择从最小到最大排序选项。
您还可以选择从大到小排序选项，但这并不重要，因为无论哪种方式都会导致数据的随机顺序。
数据将以随机顺序出现，您可以复制并粘贴数据的前 5 行，并将其作为随机样本。
如果需要另一个随机样本，只需重复该过程。
当您再次对数据进行排序时，这将导致RAND函数重新计算并生成新的随机数，因此您将获得新的随机顺序。
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使用数据分析插件选择随机样本
所有版本的 Excel 都提供具有抽样功能的统计分析插件。
您可以启用数据分析工具库插件来使用此随机抽样。
但请注意，这只允许您从单列数字数据中抽样数据。它还会返回样本中的重复值，并且没有不重复值进行抽样的选项。
以下是如何使用数据分析工具库插件生成随机样本。
- 转到“数据”选项卡。
- 单击功能区分析部分中的数据分析按钮。仅当安装了插件后，此功能才可用。
这将打开数据分析菜单。
- 从分析工具中选择采样选项。
- 按下“确定”按钮。
这将打开“采样”菜单，您可以在其中从几个输入和输出选项中进行选择。
- 选择要从中抽样的输入范围。这必须是一列数字数据，您可以从所选范围中包含或排除列标题标签。
- 如果所选的输入范围包含列标题标签，则选中标签选项，否则请不要选中。
- 选择随机作为抽样方法。
- 在输入框中输入样本数量。此示例将返回随机样本中的 5 个值。
- 在“输出选项”部分中选择要输出随机样本的位置。此示例将使用“输出范围”选项并将结果放在单元格F3中。
- 按下“OK”按钮。
当您按下OK时，采样值将被添加到您想要的位置。
使用数组公式选择随机样本
获取样本的一个非常有趣的方法是使用动态数组公式返回随机数。
动态数组允许您从单个公式返回多个值，因此您可以使用它们返回数据的多个随机行。
=FILTER(
SORTBY(
B3:D17,
RANDARRAY(ROWS(B3:D17))
),
SEQUENCE(ROWS(B3:D17)) 上述公式将从范围B3:D17中返回 5 个没有重复的随机行。
ROWS函数确定源数据中有多少行。在此示例中，范围B3 : D17有 15 行。
然后， RANDARRAY函数创建一列介于 0 和 1 之间的随机值，其行数与范围B3:D17相同。
然后， SORTBY函数根据RANDARRAY函数生成的列对数据范围B3:D17进行排序。由于这是一列随机值，因此SORTBY函数将返回一个随机排序的范围。
然后对随机排序的范围使用 FILTER 函数来返回前 5 行作为随机样本。
这是通过根据从 1 到数据范围的行数的序列进行过滤来实现的。
过滤条件SEQUENCE(ROWS(B3:D17)) results in a column where the first 5 values are TRUE. This cause the FILTER function to return the first 5 rows of the randomly sorted range.
这将为您提供一个随机样本，并且您可以通过按键轻松生成新的随机样本F9。这将导致RANDARRAY函数重新计算并返回新的随机行。
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使用数组公式选择随机样本 [带重复项]
前面的公式方法返回一个没有任何重复行的随机样本，但您可能希望允许它们。
使用动态数组方法也是可以实现的。
=INDEX(
B3:D17,
RANDARRAY(
5,
1,
1,
ROWS(B3:D17),
TRUE
),
SEQUENCE(
1,
COLUMNS(B3:D17)
)
)上述公式将返回范围B3:D17中包含 5 行重复项的样本。
这里也使用了ROWS函数来获取数据中的行数。
然后使用RANDARRAY函数生成 5 行随机整数值，范围从 1 到行数。这是将包含在随机样本中的行号列表。
RANDARRAY函数允许返回重复值，因此这将导致随机样本可能具有重复项。
SEQUENCE函数将用于确保源数据的所有列都由INDEX函数返回。这将生成一个数组（如{1,2,3}本例所示），因为源数据中有 3 列。
然后，INDEX函数返回使用RANDARRAY函数生成的给定行集。
可以通过按下F9键盘上的重新计算公式来更新此示例。
使用 Power Query 选择随机样本
Power Query 是 Excel 内置的工具，用于导入数据并将其转换为所需的格式。
此方法将使用 Power Query 从具有重复的数据中获取随机样本。
假设您的数据在 Excel 表中，那么请按照以下步骤操作。
- 选择表格内的单元格。
- 转到“数据”选项卡。
- 选择功能区中获取和转换数据部分中的“从表/范围查询”命令。
这将打开 Power Query 编辑器。
- 转到“添加列”选项卡。
- 在常规部分中选择自定义列选项。
- 在新列名字段中为新列命名，例如“随机”。
= List.Random(1)- 在自定义列公式输入中输入上述M代码公式。
- 按下“OK”按钮。
这将创建一个列表，每行包含一个随机值。
- 单击“随机”列的列标题中的“提取”切换按钮。
- 选择提取值选项。
- 在“从列表中提取值”弹出菜单中，从分隔符列表中选择“无”。由于每个列表仅包含一个值，因此不需要分隔符。
- 按下“OK”按钮。
这将为列的每一行获取一个随机值。
- 单击“随机”列中的排序和过滤切换按钮。
- 从菜单中选择升序排序选项。
您也可以选择“降序排序”选项，结果相同。数据的顺序将被随机化。
现在您可以根据前几行进行筛选以获取所需的样本量。
- 转到“主页”选项卡。
- 单击保留行命令。
- 从菜单中选择保留顶行选项。
- 在“保留前几行”对话框中输入所需的样本大小。本示例将使用 5。
- 按下“OK”按钮。
现在，您可以通过删除“随机”列来清理数据。它的工作已经完成。
- 右键单击“随机”列标题。
- 从选项中选择删除。
然后，您可以将数据重新加载到 Excel 工作簿中。转到“主页”选项卡，单击“关闭并加载”命令，以获取将数据重新加载到表中的选项。
然后，您可以通过转到“数据”选项卡并选择“刷新”选项来生成另一个随机样本。
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使用 Power Query 选择随机样本 [无重复]
此方法将使用 Power Query 从数据中获取没有重复的随机样本。
您需要像以前一样将表中的源数据加载到 Power Query 编辑器中。
一旦数据进入 Power Query 编辑器，您就可以按照以下步骤获取无重复的随机样本。
首先要做的是添加一个标识源数据行号的索引列。
- 转到“添加列”选项卡。
- 单击索引列选项菜单。
- 从 1 中选择。
这将在数据的第一行中创建一列从 1 开始的整数。稍后将使用它来连接另一个包含随机选择的行号的查询。
现在您需要创建一个新的空白查询来随机选择样本的行号。
- 转到Power Query 编辑器的“主页”选项卡。
- 单击“新源”。
- 选择其他来源选项。
- 从子菜单选项中选择空白查询。
这将创建一个新的，您可以在其中构建行号的随机选择。
={1..5}- 将上述公式添加到空白查询的公式栏中，然后按下Enter键。这将创建一个从 1 开始到 5 的连续数字列表。
将 5 替换为样本中所需的任意数量项目。由于样本是有放回的，因此该数字可能高于源数据中的实际行数。
当您创建列表时，Power Query 编辑器将显示“列表工具转换”选项卡。
- 单击“列表工具转换”选项卡中的“到表”命令。
- 在“到表”菜单中选择“无”作为分隔符。
- 按下“OK”按钮。
- 转到“添加列”选项卡。
- 选择自定义列选项。
- 在新列名输入中为新列命名，例如“随机”。
Number.RandomBetween(0.5,15.5)- 将上述公式添加到自定义列公式输入中。
- 按下“OK”按钮。
这将为每一行创建一个介于 0.5 和 15.5 之间的随机数。这些数字将被四舍五入为最接近的整数，从而得到介于 1 到 15 之间的整数。此范围基于源数据中的总行数。
需要 0.5 到 15.5 的初始范围，以便每个行号都有相同的出现机会。
- 选择随机数列。
- 转到“变换”选项卡。
- 单击“舍入”选项。
- 从菜单中选择“圆形” 。
- 输入0作为小数位数。
- 按下“OK”按钮。
现在您可以随机选择具有重复项的行号。
这可以与原始数据源合并。
- 转到“主页”选项卡。
- 选择合并查询命令。
- 选择随机行号列和索引列作为合并的基础。
- 选择添加了索引列的原始数据源。
- 选择索引列。
- 选择左外连接类型。这将返回随机行查询中的所有行以及源数据中的匹配行。
- 按下“OK”按钮。
这将创建一个表列。每个表应包含与随机列中的值相对应的一行。
- 单击数据列中的扩展切换按钮。
- 取消选中使用原始列名作为前缀选项。
- 按下“OK”按钮。
您现在可以清理此查询并删除不需要的列。
- 按住Ctrl键并选择要删除的每一列。
- 右键单击列标题。
- 从选项中选择删除列。
现在您可以将结果加载到 Excel。转到“主页”选项卡并选择“关闭并加载”，然后将结果加载到表格中。
您可以随时通过转到“数据”选项卡并单击“刷新”命令来生成新样本。
结论
随机抽样是统计学中一项重要的技术。如果你使用 Excel 进行任何统计分析，你无疑会遇到这种需求。
基本辅助列技术和插件可轻松用于一次性案例。
但是，当您需要从数据中获取多个样本时，动态数组公式或 Power Query 解决方案将更适合。
