符号检验计算器
对配对观测值进行精确双侧符号检验,无需假设差值服从正态分布。
配对样本符号检验
输入长度相同的前后样本,检验变化方向。
关于符号检验
符号检验是一种用于配对观测值的简单非参数方法。它检验正差值和负差值是否同样常见,而不衡量差值大小。典型应用包括比较治疗前后测量值、匹配受试者、重复评分,或将观测值与假设中位数进行比较。由于只依赖变化方向,它不要求数据服从正态分布,且不易受极端值影响。
对于每一对数据,计算器用第二个观测值减去第一个。正差值记为正号,负差值记为负号,恰好为零则记为相等。相等配对不计入有效样本量。在正负差值出现概率相同的原假设下,正号数量服从概率为 0.5 的二项分布。计算器将较小尾部的概率乘以二,并将结果上限设为一,得到精确双侧 p 值。
较小的 p 值表示:若增加与减少同样可能,观测到的符号不平衡较为罕见。得出结论前,应将 p 值与所选显著性水平比较。结果小于 alpha 支持拒绝原假设;结果等于或大于 alpha,则没有足够证据拒绝。未能拒绝并不证明配对分布相同,只表示在该阈值下,方向不平衡的证据不充分。
当差值仅具顺序意义、严重偏斜、受离群值影响,或数据太少而不足以支持更强假设时,符号检验很有用。其稳健性的代价是统计功效较低,因为每个差值的大小都被舍弃。如果配对差值连续且大致对称,Wilcoxon 符号秩检验可以同时利用符号与秩。如果正态性假设合理,配对 t 检验可能更有效。应依据测量尺度和研究设计选择方法,而非选择能得到最小 p 值的方法。
请按相同顺序输入配对值,使每个位置对应同一受试者或匹配单位。样本长度不等属于无效输入,大量相等配对会减少可用信息。报告时应提供正差值、负差值及相等配对数量,以及 p 值、显著性水平和科学背景。本计算器适合教学、可重复核对与探索性分析,但重要研究结论还应包含效应估计和适当的置信区间。
符号检验示例
这些配对样本展示符号如何决定精确结果。
| 配对差值 | 结果 | 解释 |
|---|---|---|
| 5 个正差值,0 个负差值 | p = 0.0625 | 所有非相等配对都增加,但五对数据在双侧检验的 0.05 水平下不显著。 |
| 4 个正差值,1 个负差值 | p = 0.375 | 在等概率原假设下,这种符号不平衡较常见。 |
| 8 个正差值,0 个负差值 | p = 0.0078125 | 八次同向变化在 alpha 为 0.05 时提供显著的双侧证据。 |
如何进行符号检验
- 在第一个字段中输入每对数据的第一次测量值。
- 在第二个字段中按相同顺序输入对应的第二次测量值。
- 选择用于判断的显著性水平。
- 点击“计算符号检验”,查看符号计数、精确 p 值与结论。
符号检验常见问题
什么时候应该使用符号检验?
当配对或匹配数据中只有差值方向可靠时可使用。对于难以满足正态性和对称性假设的数据,尤其有帮助。
如何处理相等配对?
数值相同的配对不赋予符号,也不计入有效样本量。为保持透明,计算器仍会报告其数量。
这是精确检验还是近似检验?
计算器使用概率为 0.5 的精确二项分布,不使用正态近似,因此直接适用于小样本。
双侧 p 值检验什么?
它检验任一方向上的系统性变化。单侧检验则需要在查看数据之前确定方向性假设。
符号检验与 Wilcoxon 符号秩检验有何不同?
符号检验只使用每个差值的正负。Wilcoxon 还对差值大小排序,在其假设适用时可提高统计功效。