中南大學(xué)的一位讀者提問：怎樣繪制boxplot箱線圖？

有這樣一張文獻(xiàn)圖：

1.箱線圖的知識(shí)

可能很多人不太理解什么是箱線圖，譚編開始也不明白。下面簡(jiǎn)單介紹一下。

1.1箱線圖的概念

箱線圖（Boxplot）也稱箱須圖（Box-whisker Plot），它是用一組數(shù)據(jù)中的最小值、第一四分位數(shù)、中位數(shù)、第三四分位數(shù)和最大值來反映數(shù)據(jù)分布的中心位置和散布范圍，可以粗略地看出數(shù)據(jù)是否具有對(duì)稱性。

通過將多組數(shù)據(jù)的箱線圖畫在同一坐標(biāo)上，則可以清晰地顯示各組數(shù)據(jù)的分布差異，為發(fā)現(xiàn)問題、改進(jìn)流程提供線索。

1.2箱線圖各項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算方法

假設(shè)有n個(gè)實(shí)驗(yàn)值（亂序），按照從小到大排序得到一個(gè)序列，分別利用Q1、Q2、Q3、上限、下限的計(jì)算公式求出排列的位置及其相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)值。

(一）下四分位數(shù)Q1

(1)確定四分位數(shù)的位置。Qi所在位置=i(n+1)/4，其中i=1，2，3。n表示序列中包含的項(xiàng)數(shù)。

(2)根據(jù)位置，計(jì)算相應(yīng)的四分位數(shù)。

例中：

Q1所在的位置=（14+1）/4=3.75，

Q1=0.25×第三項(xiàng)+0.75×第四項(xiàng)=0.25×17+0.75×19=18.5；

（二）中位數(shù)（第二個(gè)四分位數(shù)）Q2

中位數(shù)，即一組數(shù)由小到大排列處于中間位置的數(shù)。若序列數(shù)為偶數(shù)個(gè)，該組的中位數(shù)為中間兩個(gè)數(shù)的平均數(shù)。

例中：

Q2所在的位置=2（14+1）/4=7.5，

Q2=0.5×第七項(xiàng)+0.5×第八項(xiàng)=0.5×25+0.5×28=26.5

（三）上四分位數(shù)Q3

計(jì)算方法同下四分位數(shù)。

例中：

Q3所在的位置=3（14+1）/4=11.25，

Q3=0.75×第十一項(xiàng)+0.25×第十二項(xiàng)=0.75×34+0.25×35=34.25。

（四）上限

上限是非異常范圍內(nèi)的最大值。

首先要知道什么是四分位距如何計(jì)算的？

四分位距IQR=Q3-Q1，那么上限=Q3+1.5IQR

（五）下限

下限是非異常范圍內(nèi)的最小值。

下限=Q1-1.5IQR

2.箱線圖的繪圖教程

前面普及了箱線圖的基礎(chǔ)知識(shí)，是不是我們也要按照那些公式計(jì)算呢？

大多數(shù)人利用Excel計(jì)算和畫箱線圖，教程大家可以百度一下。那么，利用Origin2018軟件怎樣繪制箱線圖呢？

譚編以開始的那張文獻(xiàn)圖為例，詳細(xì)講解繪圖教程

2.1數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備

準(zhǔn)備一張數(shù)據(jù)表，刪除X列，全部是Y列。分別是CSPbI3和CHI-CsPbI3的Jsc、Voc、FF、PCE的數(shù)據(jù)。

譚編沒有這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是根據(jù)前文的那張文獻(xiàn)圖，利用隨機(jī)函數(shù)生成了一系列數(shù)據(jù)。例如21左右的隨機(jī)值：

F(x)=19+2*rnd()

為了在繪圖中正常顯示軸標(biāo)簽標(biāo)題，在數(shù)據(jù)表頭中Long name添加物理量的符號(hào)及其單位，例如Jsc(mA·cm-2)的上標(biāo)+(-2)下標(biāo)-(3)斜體i(J)格式代碼：

i(J)-(sc)(mA·cm +(-2))

注意：在Units中好像不能使用上式中的格式轉(zhuǎn)義符，所以只在Long Name中統(tǒng)一定義量符號(hào)及單位符號(hào)。

另外，在Comments中添加樣品名稱

CsPbI-(3) CHI-CsPbI-(3)

2.1箱線圖的繪制

我們選擇數(shù)據(jù)表的前兩列數(shù)據(jù)（Jsc），點(diǎn)擊菜單Plot找到箱線圖。

得到下圖：

但是，這里縱軸、橫軸標(biāo)題并不是我們想要的，我們需要將縱軸標(biāo)題改為Jsc(mA·cm-2)，橫軸刻度標(biāo)簽改為CsPbI3和CHI-CsPbI3.

Y軸標(biāo)題range似乎并不是與數(shù)據(jù)表同步更新的，因此我們雙擊Range，填入

%(?Y)

即可使之與數(shù)據(jù)表同步更新，我們只需要在數(shù)據(jù)表的表頭中修改，繪圖即可同步。

在添加上、右邊框線后得到最終圖，并保存為模板。如下圖：

【191004A】左Y箱線圖2018模板

我們利用【191004A】繪制出Voc曲線，通過隱藏左Y和顯示右Y得到右Y箱線圖，并保存為模板。

得到最終的右Y箱線圖模板如下：

【191004B】右Y箱線圖2018模板

我們利用上面兩個(gè)模板分別繪制FF、PCE圖，共4張圖。然后利用右邊工具欄的Merge合并工具，將其合并為四屏圖。

注意Merge方式選擇Special自定義，將順序重新調(diào)整好；然后調(diào)整水平和垂直間距均為0，確定；最后刪除、隱藏那些多余的元素，調(diào)整好坐標(biāo)刻度的疏密等美化。

最終效果圖：

【191004C】編輯之譚Origin2018模板

該模板的調(diào)用方式：

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