一、什么是茎叶图

茎叶图（Stem-and-Leaf display）又称“枝叶图”，是在20世纪早期由英国统计学家阿瑟·鲍利（Arthur Bowley）设计，1977年统计学家约翰托奇（John Tukey）在其著作《探索性数据分析》（exploratory data analysis）中将这种绘图方法介绍给大家，从此这种作图方法变得流行起来¹。
茎叶图的具体优缺点介绍大家参考参考文献[1].这篇博客主要讲述R语言里的茎叶图的画法。主要介绍stem的四个参数。

二、stem函数

2.1函数体

下面是stem的函数参数和函数体。一共四个参数。

function (x, scale = 1, width = 80, atom = 1e-08) 
{
    if (!is.numeric(x)) 
        stop("'x' must be numeric")
    x <- x[is.finite(x)]
    n <- as.integer(length(x))
    if (is.na(n)) 
        stop("invalid length(x)")
    if (n == 0) 
        stop("no finite and non-missing values")
    if (scale <= 0) 
        stop("'scale' must be positive")
    .Call(C_StemLeaf, as.double(x), scale, width, atom)
    invisible(NULL)
}

2.2画图例子

# 数据准备
> (x = runif(50, 1, 100))  # 从1到100生成随机数。
 [1] 87.302052 47.510844 54.385072 92.482549 76.148508 73.216987  7.444404
 [8] 38.662258 53.138103 71.069201 24.455214 64.735297 37.253457 81.262954
[15] 61.864699 83.330179 32.041227 19.243838 95.310140 41.995248 68.512872
[22] 93.324107  4.705462 74.491219 32.373659 79.872579 60.137169 88.045087
[29] 18.558294 16.113912  3.392578 79.314849 45.329222 93.484869 51.172555
[36] 43.875062 21.172103 79.907137 66.764898 95.802397 72.305633 55.206484
[43] 46.622734 23.428576 73.880924 45.940560 85.286627  9.383284 85.885653
[50] 14.402983

茎叶图的数据是整数，所以对向量x进行取整数更新x。

> (x = round(x))  # 取整并输出
 [1] 87 48 54 92 76 73  7 39 53 71 24 65 37 81 62 83 32 19 95 42 69 93  5 74
[25] 32 80 60 88 19 16  3 79 45 93 51 44 21 80 67 96 72 55 47 23 74 46 85  9
[49] 86 14

最后一步就是画茎叶图了。

> stem(x)
 The decimal point is 1 digit(s) to the right of the |
  0 | 3579
  1 | 4699
  2 | 134
  3 | 2279
  4 | 245678
  5 | 1345
  6 | 02579
  7 | 1234469
  8 | 00135678
  9 | 23356

2.3参数调整

从2.2中还看到了这个函数中还有三个参数是干啥的呢，下面一一解答。

function (x, scale = 1, width = 80, atom = 1e-08) 

2.3.1scale

scale控制茎叶图的间隔默认是1。为了具体展示函数效果我们把参数更改为0.5和2如下：

> stem(x = x, scale = 0.5)
 The decimal point is 1 digit(s) to the right of the |
  0 | 35794699
  2 | 1342279
  4 | 2456781345
  6 | 025791234469
  8 | 0013567823356

> stem(x = x,  scale = 2)
 The decimal point is 1 digit(s) to the right of the |
  0 | 3
  0 | 579
  1 | 4
  1 | 699
  2 | 134
  2 | 
  3 | 22
  3 | 79
  4 | 24
  4 | 5678
  5 | 134
  5 | 5
  6 | 02
  6 | 579
  7 | 12344
  7 | 69
  8 | 0013
  8 | 5678
  9 | 233
  9 | 56

2.3.2 width

width控制茎叶图的宽默认是80。当参数为0-8时则显示长度大于设置宽度统计个数，为了具体展示函数效果我们把参数更改为1000，0，5如下：

> stem(x = x, scale = 0.5, width = 1000)
 The decimal point is 1 digit(s) to the right of the |
  0 | 35794699
  2 | 1342279
  4 | 2456781345
  6 | 025791234469
  8 | 0013567823356

> stem(x = x, scale = 0.5, width = 0)
The decimal point is 1 digit(s) to the right of the |

0 | +4
1 | +4
2 | +3
3 | +4
4 | +6
5 | +4
6 | +5
7 | +7
8 | +8
9 | +5

 > stem(x = x, scale = 0.5, width = 5)
The decimal point is 1 digit(s) to the right of the |
 0 | 
 1 | 
 2 | 
 3 | 
 4 | +1
 5 | 
 6 | 
 7 | +2
 8 | +3
 9 | 

2.3.2 atom

atom是一个精度，一般用的不多，大家接受默认参数即可。

三、总结

本文讲解了R语言中的stem函数画茎叶图，希望能够帮助到各位小伙伴。如有问题，评论区见。

四、参考资料