基于Excel或WPS軟件的函數(shù)功能快速實現(xiàn)單純隨機抽樣的方法設計

顏玉炳 徐 航 陳小平

1 廈門大學附屬中山醫(yī)院，361004 福建 廈門；2 廈門市海滄醫(yī)院，361026 福建 廈門

單純隨機抽樣是按等概率原則直接從含有N個觀察單位的總體中抽取n個觀察單位組成樣本[1]。利用專業(yè)的統(tǒng)計軟件，如SPSS軟件中“數(shù)據(jù)(date)”菜單下的“選擇個案(select cases…)”模塊及SAS軟件的suveyselect過程均可實現(xiàn)單純隨機抽樣[2]。但這類專業(yè)軟件需要購買，且需要專業(yè)人士來完成，導致普及率較低；因此大多數(shù)衛(wèi)生人員還是沿用抽簽、隨機數(shù)字表等傳統(tǒng)方法進行單純隨機抽樣。Excel或WPS軟件是一款基礎應用軟件，普及率高。本研究利用Excel或WPS軟件函數(shù)編制了單純隨機抽樣工具，為各層級研究人員提供了一種操作簡單，易學易用的方法。

1 Excel軟件自帶加載項的抽樣方法

Excel軟件自帶抽樣方法是在“數(shù)據(jù)分析工具”模塊下，需要安裝“分析工具庫”加載項才能實現(xiàn)。加載項安裝后，在“數(shù)據(jù)”選項卡中會顯示出添加的“數(shù)據(jù)分析”功能，單擊“數(shù)據(jù)分析”按鈕，選擇“抽樣”分析工具使用即可應用。因該抽樣功能是在“數(shù)據(jù)分析”模塊下，所以只適用于單變量數(shù)值型數(shù)據(jù)的抽樣，抽樣結果也無法顯示與該變量相關的其他信息，適用范圍較為狹窄。

2 基于Excel或WPS軟件函數(shù)的單純隨機抽樣方法

2.1 基于Excel或WPS軟件函數(shù)的單純隨機抽樣方法制作原理

首先設計一張“研究總體”的表格。表格包含：利用rand()函數(shù)給研究總體每條記錄賦給的隨機數(shù)字(A列)，利用rank()函數(shù)對隨機數(shù)進行排序并生成相應的序號(B列)，研究總體的基本信息(B列后)。見圖1。

圖1 研究總體的隨機數(shù)字和基本情況表

其次設計一張“研究樣本”的表格。表格包含從1到n的樣本編號(A列)，利用vlookup()函數(shù)得到的樣本基本信息和擬抽取的樣本量(A列后)。見圖2。

圖2 研究總體的隨機抽樣結果

2.2 基于Excel或WPS軟件函數(shù)的單純隨機抽樣方法制作過程

本文模擬100個樣本，4個變量來設計抽樣工具。

第一步：在“研究總體”表格的A2內(nèi)輸入=IF(C2<>"",RAND(),"")，并通過復制粘貼的方法在A3至A101內(nèi)輸入公式，完成每個樣本的隨機數(shù)賦值；在B2輸入=IF(C2<>"",RANK(A2,A:A,1),"")，并通過復制粘貼的方法在B3至B101內(nèi)輸入公式，完成每個樣本的隨機數(shù)排序賦值；C列至F列為研究總體的基本信息，研究者可直接將相關信息粘貼。

第二步：在“研究樣本”表格的A1和B1預留樣本量大小輸入格子；在A3至A102內(nèi)輸入1～100的數(shù)字；在B2輸入=IFERROR(IF($B$1

研究者只需修改擬抽取樣本數(shù)，即可得到隨機樣本。如：擬抽取的樣本數(shù)改為13，結果如圖3。

圖3 樣本量為13的抽樣結果

3 小結

單純隨機抽樣是概率抽樣最基本的抽樣方法，也是其他抽樣方法的基礎[1]，在衛(wèi)生研究領域和實際工作中運用廣泛，如傳染病漏報調(diào)查、疫苗接種率調(diào)查、病案質(zhì)量抽查、處方點評等。本研究通過Excel或WPS軟件函數(shù)設計的單純隨機抽樣工具，不僅可以實現(xiàn)樣本的抽取，還可將樣本信息全部列出，操作簡單、易學易用，特別適用于沒有SPSS、SAS等專業(yè)統(tǒng)計軟件的研究人員使用，值得推廣。

Excel軟件“數(shù)據(jù)分析工具”模塊下的抽樣功能只能用于定量數(shù)據(jù)的抽樣，而本文介紹的抽樣方法適用于所有數(shù)據(jù)類型的抽樣。Excel或WPS軟件表格可容納1 048 576行和16 384列的數(shù)據(jù)量，理論上將文中制作過程中所提到的函數(shù)公式粘貼到表格的所有行和列中，即可實現(xiàn)百萬級的數(shù)據(jù)抽樣，但這會影響抽樣的效率。研究者在根據(jù)本文介紹的方法設計抽樣工具時，可先大致評估自己所能涉及的研究總體的數(shù)據(jù)量大小，再把公式填充到對應表格中。經(jīng)測試，采用該抽樣工具從10萬個總體數(shù)據(jù)中抽取1 000個樣本，需要70 s，從1萬的總體數(shù)據(jù)中抽取1 000個樣本，需要10 s左右；同樣的抽樣工具，采用WPS軟件打開，2個抽樣過程均在2 s以內(nèi)完成，抽樣結果可以通過按F9鍵刷新進行再次抽樣。

本研究介紹的抽樣方法較張建斌[3]、桂嘉偉[4]、李獻玉等[5]的方法更為簡便，但也存在抽樣結果不可重現(xiàn)的缺點。對于 Excel或WPS軟件操作不夠熟練的人員，為了避免將工具中包含的公式和函數(shù)刪除，導致抽樣失敗，可將帶有公式和函數(shù)的“研究總體”表中的A列和B列隱藏或鎖定。