Sas條形圖、圓餅圖和星形圖[1]

1、第二十一課 條形圖、圓餅圖和星形圖與PLOT過程和GPLOT過程的關(guān)系一樣，PROC CHART過程是用來畫易生成的低分辨率的圖形，輸出在OUTPUT窗口。而PROC GCHART過程是用來生成訂制的、高分辨率的圖形，輸出在GRAPH窗口。在這里我們將只介紹GCHART過程。使用GCHART圖表可以形象地表示變量的取值大小和兩個(gè)以上變量之間的關(guān)系?？梢岳L制垂直和水平的條形圖、塊形圖、圓餅圖、星形圖等。一、 PROC GCHART過程的功能和語句說明GCHART過程不僅能把輸入數(shù)據(jù)集中的變量值以各種圖形的方式顯示出來，而且能把輸入數(shù)據(jù)集中的一個(gè)或多個(gè)變量按分組進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)計(jì)算，然后再把統(tǒng)計(jì)結(jié)果以

2、圖形的方式顯示出來。也就是說，GCHART過程具有統(tǒng)計(jì)和顯示圖表的兩大功能。1. PROC GCHART過程的一般格式GCHART過程一般由下列語句控制：Proc Gchart DATA=數(shù)據(jù)集 ;VBAR 變量列表 </<通用選項(xiàng)列表><VBAR專用選項(xiàng)列表>>HBAR 變量列表 </<通用選項(xiàng)列表><HBAR專用選項(xiàng)列表>>BLOCK 變量列表 </<通用選項(xiàng)列表><BLOCK專用選項(xiàng)列表>>PIE 變量列表 </<通用選項(xiàng)列表><PIE專用選項(xiàng)列表>&

3、gt;STAR 變量列表 </<通用選項(xiàng)列表><STAR專用選項(xiàng)列表>>By 變量列表 ;Run ;在PROC GCHART語句后面可以跟隨著任何多個(gè)圖形要求的語句，如上面的VBAR、BLOCK等語句。也就是一個(gè)GCHART過程能夠?qū)σ粋€(gè)指定的數(shù)據(jù)集畫出任意多個(gè)各種不同的圖形。每一個(gè)圖形要求語句需要指定一個(gè)圖形變量或多個(gè)圖形變量用于將它們的值畫圖。由于每個(gè)圖形要求語句的選項(xiàng)眾多，將它們的選項(xiàng)分成兩部分：通用選項(xiàng)列表和專用選項(xiàng)列表。所謂通用選項(xiàng)列表是指這些選項(xiàng)可以用在每個(gè)圖形要求語句中，而專用選項(xiàng)列表是指這些選項(xiàng)只有本語句可使用。在使用PROC GCHART過

4、程時(shí)，常常選用BY語句。BY語句指定一個(gè)變量或多個(gè)變量后，將按指定的變量進(jìn)行分組處理，然后按每一個(gè)被BY語句指定的變量分組生成分開的圖形。我們以VBAR圖形要求語句為例來說明各個(gè)圖形要求語句的基本使用情況。VBAB語句用來列出用戶想要畫的垂直條形圖的那些變量。每個(gè)圖形變量對(duì)應(yīng)一張垂直條形圖。每張圖表占一頁。垂直條形圖的縱坐標(biāo)軸用來表示頻數(shù)、累計(jì)頻數(shù)、百分?jǐn)?shù)、累計(jì)百分?jǐn)?shù)、總和或平均值。在每個(gè)條形圖的橫坐標(biāo)軸上都標(biāo)有該圖形變量的各個(gè)對(duì)應(yīng)值。如果圖形變量是字符變量或離散的數(shù)值變量，那么在對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)上將標(biāo)記真實(shí)值；如果圖形變量是連續(xù)變量，那么在對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)上將標(biāo)記變量值的區(qū)間中點(diǎn)。除此之外，在PRO

5、C GCHART過程中還可以使用AXISn、LEGENDn、PATTERNn、TITLEn、FOOTNOTEn、NOTE、DONUD語句。2. PROC GCHART過程的三要素由PROC GCHART過程產(chǎn)生圖形要決定以下三個(gè)要素：（1） 選擇圖形的表示方法下面的幾種圖形至少要選一種：l VBAR語句繪制垂直條形圖或垂直直方圖。l HBAR語句繪制水平條形圖或水平直方圖。l BLOCK語句繪制塊形圖。l PIE語句繪制圓餅圖。l STAR語句繪制星形圖。通過對(duì)上面不同語句的選擇，確定圖形的表示方法。在每種圖形中，由圖表變量確定的值畫出對(duì)應(yīng)大小的條圖或線段。（2） 選擇變量的統(tǒng)計(jì)量在選定了圖形

6、以后，可以在語句后面的選項(xiàng)中，通過TYPE選項(xiàng)來選擇對(duì)變量的不同統(tǒng)計(jì)量，TYPE的缺省值是FREQ，然后將統(tǒng)計(jì)量以條形或線段表示。統(tǒng)計(jì)量的類型有：l TYPE=FREQ統(tǒng)計(jì)圖形變量的各個(gè)給定值或間隔的頻數(shù)。l TYPE=CFREQ統(tǒng)計(jì)圖形變量各個(gè)給定值或落入給定區(qū)間的累計(jì)頻數(shù)。l TYPE=PCT統(tǒng)計(jì)圖形變量各個(gè)給定值或落入給定區(qū)間的觀測數(shù)的百分比。l TYPE=CPCT統(tǒng)計(jì)圖形變量各個(gè)給定值或落入給定區(qū)間觀測數(shù)的累計(jì)百分比。l TYPE=SUM統(tǒng)計(jì)圖形變量所有值的總和。l TYPE=MEAN統(tǒng)計(jì)圖形變量所有值的平均值。例如：VBAR X / TYPE=MEAN 語句，是指對(duì)輸入數(shù)據(jù)集中的X變

7、量求平均值，然后將平均值用垂直條形圖顯示。（3） 選擇分組特性可以使用圖形選擇語句后面的一些選項(xiàng)，來控制在語句中指定的圖形變量的分組，下面的選項(xiàng)可控制如何進(jìn)行分組：l DISCRETE把一個(gè)數(shù)字變量當(dāng)成離散變量，而不是連續(xù)變量。把每一個(gè)數(shù)字值作為圖形的一個(gè)分開的條形或線段。如果省略該選項(xiàng)，過程則假定變量都是連續(xù)的。如果沒有規(guī)定選項(xiàng)MIDPOINTS=或LEVELS=，過程自動(dòng)選擇圖表的間隔。l GROUP=變量用于對(duì)指定變量進(jìn)行并排分組。l SUBGROUP=變量列表將條形或線段按照指定變量的值分成段。l MIDPOINTS=數(shù)值列表規(guī)定連續(xù)型圖形變量按數(shù)字列表中的中心點(diǎn)數(shù)字次序進(jìn)行排列。缺省

8、值為，如果圖形變量是數(shù)字型，過程將自動(dòng)計(jì)算各個(gè)中心點(diǎn)值；如果圖形變量是字符型，或是數(shù)字型但選擇了DISCRETE選項(xiàng)（即離散型數(shù)字變量），過程為每個(gè)圖形變量的不同值產(chǎn)生一個(gè)中心點(diǎn)值。l LEVELS=數(shù)字指定數(shù)字型圖形變量的條形或線段個(gè)數(shù)。l SUMVAR=變量指定用于計(jì)算總和或均數(shù)的變量。3. 通用和專用選項(xiàng)列表通用選項(xiàng)列表中的選項(xiàng)是用于VBAR、HBAR、BLOCK、PIE和STAR語句的共同選項(xiàng)，主要是一些我們剛在上面已介紹的分組特性選項(xiàng)和變量統(tǒng)計(jì)量TYPE選項(xiàng)。專用選項(xiàng)列表中的選項(xiàng)是各個(gè)不同的圖形語句自己的特有選項(xiàng)。主要的選項(xiàng)見下表：選項(xiàng)應(yīng)用語句功能說明AXIS=<最小值>

9、最大值VBAR、HBAR定義坐標(biāo)軸的最小值和最大值GSPACE=間隔數(shù)定義條形組間的間隔空間數(shù)大小ASC/DESCVBAR、HBAR、PIE每組內(nèi)按升序/降序顯示條形及有關(guān)統(tǒng)計(jì)量G100VBAR、HBAR、BLOCK強(qiáng)迫每個(gè)組的條圖和統(tǒng)計(jì)量加到100%BLOCKMAXBLOCK定義圖中最高塊的統(tǒng)計(jì)量值A(chǔ)NGLE=角度數(shù)字PIE、STAR定義開始逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角度FILL=SOLID或X每一區(qū)域用純色或交叉線填充CFILL=顏色定義圖中所有文本的顏色NOLEGEND除了STAR不輸出SUBGROUP變量的圖例NOHEADINGBLOCK、PIE、STAR不輸出在圖表頂部的抬頭行二、 條形圖條形圖是

10、利用相同寬度條形的長短或高低表現(xiàn)各相互對(duì)立的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)大小或變動(dòng)的統(tǒng)計(jì)圖。條形圖可分成水平條形圖（又稱帶形圖）和垂直條形圖（又稱柱形圖），分別用HBAR和VBAR語句實(shí)現(xiàn)。無論水平條形圖還是垂直條形圖，都有三種類型的圖式：l 簡單條形圖是以若干平行且等寬的距行表現(xiàn)數(shù)量對(duì)比關(guān)系的一種圖形，各條之間有間隙。簡單條形圖也稱為單式條形圖。圖形語句的特點(diǎn)是無GROUP和SUBGROUP選項(xiàng)。l 分組條形圖是指由每兩條或以上條組成一組的條形圖，組與組之間有大間隔，每組內(nèi)條形之間無間隙或小間隙。分組條形圖也稱復(fù)式條形圖。圖形語句的特點(diǎn)是使用GROUP選項(xiàng)。l 分段條形圖是以條形的全長代表某個(gè)變量的整體，條形內(nèi)

11、部的各分段長短代表各組部分在整體中所占比例的統(tǒng)計(jì)圖，每一段之間沒有間隙并用不同線條或顏色表示，各條之間有間隙。由于每個(gè)條圖由若干段組成，因此分段條形圖又可稱作分量條形圖。圖形語句的特點(diǎn)是使用SUBGROUP選項(xiàng)。下面我們通過舉例來說明各種條形圖的使用。1. 簡單條形圖例如，我們想統(tǒng)計(jì)計(jì)算上證指數(shù)從1月到12月每月的平均漲跌情況。設(shè)定從INDEXSH數(shù)據(jù)集中選擇1991年1月1日到1999年12月31日的觀測數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)計(jì)算對(duì)象。由于INDEXSH數(shù)據(jù)集包含的是周線數(shù)據(jù)，而不是日線數(shù)據(jù)，因此，這些統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果會(huì)有誤差。為了能進(jìn)行相應(yīng)地統(tǒng)計(jì)計(jì)算和繪制出對(duì)應(yīng)的條形圖，必須對(duì)INDEXSH數(shù)據(jù)集先進(jìn)行

12、一些處理。由于SAS的日期值在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)的是數(shù)字值，我們用MONTH（）函數(shù)從日期值DATE中取出月份數(shù)字存放到MONTH變量中，轉(zhuǎn)換形成一個(gè)新的數(shù)據(jù)集INDEXSH2，新增的這個(gè)MONTH變量取值為112月。然后調(diào)用PROC GCHART圖表過程確定MONTH為圖形變量，周漲跌CHANGE_為統(tǒng)計(jì)變量，統(tǒng)計(jì)類型為求平均值，這樣將對(duì)所有相同月份的CHANGE%值求平均，并用條形長短表示。程序如下：Goptions reset=global gunit=pct cback=white borderhtitle=6 htext=3 ftext=swissb colors=(back) ;Lib

13、name study "d:sasdatamydir" ;Data study.indexsh2 ;set study.indexsh ;where '31dec1990'd<date<'01jan2000'd ;month=month(date) ;Proc format ;Value m_day 1='Jan' 2='Feb' 3='Mar' 4='Apr' 5='May' 6='Jun'7='Jul' 8='

14、;Aug' 9='Sep' 10='Oct' 11='Nov' 12='Dec' ;Proc gchart data=study.indexsh2 ;vbar month /discretesumvar=change_type=mean ;format month m_day. ;title 'Shanghai StockIndex' ;title2 'Increase by an average of percent a month' ;title3 '1991.01.01-199

15、9.12.31' ;Run ;程序說明：DATA數(shù)據(jù)步由INDEXSH數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)換形成INDEXSH2數(shù)據(jù)集，新增MONTH變量的值等于同一觀測中的DATE變量中的月份值，數(shù)據(jù)集INDEXSH2去掉了原數(shù)據(jù)集中不完整月份的觀測，即去掉一些頭尾觀測。PROC FORMAT格式化過程自定義了格式M_DAY，能將112個(gè)數(shù)字輸出為對(duì)應(yīng)的月份英文縮寫。PROC GCHART過程確定對(duì)新數(shù)據(jù)集INDEXSH2繪制垂直條形圖，圖形變量為MONTH，由于MONTH是數(shù)字變量，故要選用DISCRETE選項(xiàng)，確定它為數(shù)字型離散變量。SUMVAR=CHANGE_選項(xiàng)確定數(shù)據(jù)集中的CHANGE_變量為計(jì)算統(tǒng)計(jì)

16、量，TYPE=MEAN選項(xiàng)確定統(tǒng)計(jì)類型為求平均值，即對(duì)相同MONTH值的CHANGE_變量值求平均。程序的運(yùn)行結(jié)果顯示在GRAPH窗口中，如圖21.1所示。圖21.1 上證指數(shù)月漲跌百分比簡單條形圖從條形圖顯示的統(tǒng)計(jì)結(jié)果中，我們可清楚地看出，上半年的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下半年，總體投資策略應(yīng)該下半年休息，年末建倉，上半年持股待漲到五、六月清倉。其中五月份是全年上漲最大的月份，七月份下跌風(fēng)險(xiǎn)較大，八月份反彈機(jī)會(huì)較大。2. 分組條形圖例如，我們有一個(gè)學(xué)生成績數(shù)據(jù)集CLASS，記錄每個(gè)學(xué)生三門課程的成績?，F(xiàn)在想要按每個(gè)學(xué)生分組，用條形的高低表示各自三門課程的成績。通常對(duì)數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖前，先要檢查數(shù)據(jù)集

17、的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)是否符合圖形過程的要求，否則，就不能繪制出符合人們要求的圖形，需要將數(shù)據(jù)集進(jìn)行適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換。事實(shí)上，數(shù)據(jù)集CLASS的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)不滿足數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的1NF（第一范式），也同樣不滿足PROC GCHART過程對(duì)制作此圖的要求。我們用DATA數(shù)據(jù)步生成一個(gè)新的數(shù)據(jù)集GCLASS，用以消除重復(fù)項(xiàng)TEST1、TEST2、TEST3，統(tǒng)一用變量TEST取代，而用COURSE變量存放不同的課程名稱。為了便于理解和比較，新數(shù)據(jù)集中我們沒有去掉TEST1、TEST2、TEST3變量。用PROC GCHART過程對(duì)新數(shù)據(jù)集GCLASS繪制分組條形時(shí)，指定的圖形變量是COURSE，將顯示COURSE變量中

18、各個(gè)不同值的條形；分組變量指定為NAME，將顯示NAME變量中各個(gè)不同值的分組；統(tǒng)計(jì)變量指定為TEST，統(tǒng)計(jì)類型缺省為求和，將對(duì)同一分組值中同一圖形變量值的各TEST值求和，本例數(shù)據(jù)中，每次求和TEST變量的記錄都只有一條記錄。程序如下：Goptions reset=global gunit=pct cback=white borderhtitle=6 htext=3 ftext=swissb colors=(back) ;Libname study "d:sasdatamydir"Data study.Gclass ;Set study.class;COURSE='

19、;DBS' ; TEST=TEST1 ; OUTPUT ;COURSE='MIS' ; TEST=TEST2 ; OUTPUT ;COURSE='DSS' ; TEST=TEST3 ; OUTPUT ;Proc print data=study.Gclass;Title 'Study.Gclass data set'Proc gchart data=study.Gclass;Vbar COURSE / group=NAMEsumvar=TEST axis=60 to 100 by 10autoref ;Title 'Vbar co

20、urse /Group=name'Run ;程序說明：DATA數(shù)據(jù)步創(chuàng)建GCLASS數(shù)據(jù)集，將原來CLASS數(shù)據(jù)集的一條記錄變成三條記錄，用COURSE變量存放三門課程的名稱DBS、MIS、DSS，用TEST變量存放成績。新數(shù)據(jù)集GCLASS，用PROC PRINT打印過程輸出，如圖21.2所示。PROC GCHART過程中圖形語句的AXIS選項(xiàng)，由于語句是VBAR垂直條形圖，所以它是指縱軸上的刻度。AUTOREF選項(xiàng)，是指自動(dòng)畫參考線，通過每一個(gè)主刻度線畫出相應(yīng)一條垂直于刻度坐標(biāo)軸的參考線。程序的運(yùn)行結(jié)果顯示在GRAPH窗口中，如圖21.3所示。圖21.2 符合分組條形圖的GCLAS

21、S數(shù)據(jù)集圖21.3 用PROC GCHART過程繪制的分組條形圖3. 分段條形圖例如，如果我們想要比較每個(gè)學(xué)生的考試總分和平均分，還要比較構(gòu)成總分的各科成績的大小，最恰當(dāng)?shù)姆椒ň褪鞘褂梅侄螚l形圖來表示。程序如下：Goptions reset=global gunit=pct cback=white borderhtitle=6 htext=3 ftext=swissb colors=(back) ;Libname study "d:sasdatamydir"Proc gchart data=study.Gclass;Hbar NAME /Subgroup=COURSEsum

22、var=TESTsummeanascendingref=180 270 ;Title 'Hbar NAME /Subgroup=COURSE' ;Run ;程序的運(yùn)行結(jié)果顯示在GRAPH窗口中，如圖21.4所示。圖21.4 用PROC GCHART過程繪制的分段條形圖程序說明：PROC GCHART過程指定輸入數(shù)據(jù)集為GCLASS，HBAR圖形語句指定畫水平條形圖。圖形變量指定為NAME，分段變量指定為COURSE，統(tǒng)計(jì)變量指定為TEST。SUM和MEAN選項(xiàng)指定對(duì)相同NAME值的TEST統(tǒng)計(jì)變量求和和求平均值。ASCENDING選項(xiàng)要求圖形變量NAME值按升序排列。REF=1

23、80 270選項(xiàng)將在橫坐標(biāo)軸180和270處畫出兩條垂直參考線。要特別注意SUM、MEAN選項(xiàng)與TYPE=SUM或MEAN選項(xiàng)的區(qū)別，前者指對(duì)如WANGWU學(xué)生三門課程DBS、MIS、DSS的統(tǒng)計(jì)量求和、求平均，后者指對(duì)如WANGWU學(xué)生幾次DBS考試成績求和、求平均。三、 塊形圖塊形圖與分組條形圖和分段條形圖有點(diǎn)類似，最主要的區(qū)別僅在于塊形圖以三維立體方式顯示條形。例如，我們將上面繪制分段條形圖的過程進(jìn)行一些修改，主要用BLOCK語句代替HBAR語句，圖形變量、組變量和統(tǒng)計(jì)變量不變，分段選項(xiàng)SUBGROUP=改為分組選項(xiàng)GROUP=。程序如下：Goptions reset=global gu

24、nit=pct cback=white borderhtitle=6 htext=3 ftext=swissb colors=(back) ;Libname study "d:sasdatamydir"Proc gchart data=study.Gclass;Block NAME / group=COURSEsumvar=TEST ;Run ;程序的運(yùn)行結(jié)果顯示在GRAPH窗口中，如圖21.5所示。圖21.5 用PROC GCHART過程繪制的塊形圖四、 圓餅圖圓餅圖是以圓的整體面積代表被研究現(xiàn)象的總體，按各構(gòu)成部分占總體比重的大小把原面積分割成若干扇形，用以表示現(xiàn)象的部

25、分對(duì)總體的比例關(guān)系的統(tǒng)計(jì)圖?，F(xiàn)象的總體在SAS系統(tǒng)中被指定為某一研究變量，即PROC GCHART過程中，用PIE語句指定的圖形變量，所要統(tǒng)計(jì)的變量由選項(xiàng)SUMVAR=變量來指定。例如，我們要統(tǒng)計(jì)每個(gè)學(xué)生的平均分并對(duì)他們的成績進(jìn)行比較，查看哪個(gè)學(xué)生的考試成績最好，哪個(gè)學(xué)生的考試成績最差，所占比例是多少。最簡單的方法是繪制圓餅圖。程序如下：Goptions reset=global gunit=pct cback=white borderhtitle=6 htext=3 ftext=swissb colors=(back) ;Libname study "d:sasdatamydir&

26、quot;Proc gchart data=study.Gclass;Pie name /sumvar=testtype=meanslice=arrowpercent=insidevalue=arrowexplode='Wangwu' 'zhaoliu'angle=90ctext=blackcfill=black;Title 'Statistic Records of Students 'Run ;程序說明：想要繪制理想的圓餅圖，需要設(shè)置許多重要的選項(xiàng)。PROC GCHART過程的PIE語句，首先要指定圖形變量為NAME，統(tǒng)計(jì)變量為TEST，統(tǒng)計(jì)

27、類型為求平均值MEAN。其他的一些選項(xiàng)主要用于修飾圖形，常用的有：l SLICE=ARROW每一塊扇形對(duì)應(yīng)的NAME值標(biāo)簽方式，=ARROW表示用一條線指向扇形，=INSIDE表示標(biāo)簽在扇形內(nèi)部，=NONE表示沒有標(biāo)簽，=OUTSIDE表示標(biāo)簽在扇形外部。l PERCENT=INSIDE每一塊扇形相應(yīng)百分比數(shù)的標(biāo)簽方式，同樣有四種值，=ARROW，=INSIDE，=NONE，=OUTSIDE。l VALUE=ARROW每一塊扇形統(tǒng)計(jì)值的標(biāo)簽方式，也同樣有四種值，=ARROW，=INSIDE，=NONE，=OUTSIDE。l EXPLODE=Wangwu zhaoliu 把在列表中列出的NAME

28、變量值所對(duì)應(yīng)的扇形分離出去，可以從視覺上起到強(qiáng)調(diào)這一塊扇形的目的。請(qǐng)注意列表中字符串要與變量NAME中值的大小寫完全匹配。l ANGLE=90指定第一塊扇形的起始的角度，缺省值為0。l CTEXT=BLACK設(shè)置圖中所有文字為黑色，還可以是其他顏色。l CFILL=BLACK設(shè)置圖中所有文本為黑色，還可以是其他顏色。l COUTLINE=BLACK設(shè)置扇形的輪廓線為黑色，還可以是其他顏色。l FILL=SOLID或X設(shè)置各個(gè)扇形用顏色區(qū)別或用交叉線區(qū)別。如果無此選項(xiàng)，則扇形內(nèi)為空白。程序的運(yùn)行結(jié)果顯示在GRAPH窗口中，如圖21.6所示。圖21.6 用PROC GCHART過程繪制的圓餅圖五、

29、 星形圖星形圖是把觀測總體用一個(gè)360度角表示，每一構(gòu)成部分等分360度角，且每一構(gòu)成部分的統(tǒng)計(jì)量大小用一條與角中心點(diǎn)相連的線段長短表示，然后將各線段的頂點(diǎn)依次連接起來。星形圖適用于周期性數(shù)據(jù)，如一年的月份或者一天的小時(shí)，也適用于成分組成數(shù)據(jù)，如描述某食品的維生素組成和大小。例如，我們要統(tǒng)計(jì)上證指數(shù)九年中1月份成交量平均值、2月份成交量平均值12月份的成交量平均值，并用星形圖表示。程序如下：Goptions reset=global gunit=pct cback=white borderhtitle=6 htext=3 ftext=swissb colors=(back) ;Libname Study "d:sasdatamydir" ;Proc format ;value m_day 1='Jan