来自不平衡面板数据的 R 样本

Question

我正在处理不平衡的面板数据，我想从中抽取一个随机样本，该样本不受每单位不同观察次数的影响。例如，在下面的代码中，IBM 被选中的可能性是 GOOG 的两倍，被选中的可能性是 MSFT 的五倍。有没有办法对这些数据进行抽样，就好像每家公司/年份都有相同的被选中的概率？可能通过使用采样包？

df <- data.frame(COMPANY=c(rep('IBM',50),rep('GOOG',25),rep('MSFT',10)), YEAR=c(1961:2010,1988:2012,1996:2005), PROFIT=rnorm(85))
df

df[sample(nrow(df), 20, replace=FALSE), ]

Answer 1

我只是一个新的 R 用户，但这是我的解决方案：

加载示例数据（基于 PSID）。数据为非平衡面板数据：1977 年至 1983 年间 98 个人观察，15 组，有性别识别（未使用）

df <- structure(list(id = c(1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 2L, 2L, 2L, 2L,2L, 2L, 2L, 3L, 3L, 3L, 3L, 3L, 3L, 3L, 4L, 5L, 5L, 5L, 5L, 5L,5L, 5L, 6L, 6L, 6L, 6L, 6L, 6L, 6L, 7L, 7L, 7L, 7L, 7L, 7L, 7L,8L, 8L, 8L, 8L, 8L, 8L, 8L, 9L, 9L, 9L, 9L, 9L, 9L, 9L, 10L,10L, 10L, 10L, 10L, 10L, 10L, 11L, 11L, 11L, 11L, 11L, 11L, 11L,12L, 12L, 12L, 12L, 12L, 12L, 12L, 13L, 13L, 13L, 13L, 13L, 13L,13L, 14L, 14L, 14L, 14L, 14L, 14L, 14L, 15L, 15L, 15L, 15L, 15L,15L, 15L), year = c(1978L, 1979L, 1980L, 1981L, 1982L, 1983L,1977L, 1978L, 1979L, 1980L, 1981L, 1982L, 1983L, 1977L, 1978L,1979L, 1980L, 1981L, 1982L, 1983L, 1979L, 1977L, 1978L, 1979L,1980L, 1981L, 1982L, 1983L, 1977L, 1978L, 1979L, 1980L, 1981L,1982L, 1983L, 1977L, 1978L, 1979L, 1980L, 1981L, 1982L, 1983L,1977L, 1978L, 1979L, 1980L, 1981L, 1982L, 1983L, 1977L, 1978L,1979L, 1980L, 1981L, 1982L, 1983L, 1977L, 1978L, 1979L, 1980L,1981L, 1982L, 1983L, 1977L, 1978L, 1979L, 1980L, 1981L, 1982L,1983L, 1977L, 1978L, 1979L, 1980L, 1981L, 1982L, 1983L, 1977L,1978L, 1979L, 1980L, 1981L, 1982L, 1983L, 1977L, 1978L, 1979L,1980L, 1981L, 1982L, 1983L, 1977L, 1978L, 1979L, 1980L, 1981L,1982L, 1983L), gender = c(1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 2L, 2L, 2L,2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 1L, 1L, 1L, 1L,1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L,1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L,2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L,2L, 2L, 2L, 2L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 2L, 2L, 2L, 2L, 2L,2L, 2L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L, 1L)), .Names = c("id", "year","gender"), row.names = c(NA, 98L), class = "data.frame")

创建每个组 id 有 1 个观察值的数据框（在本例中，有 15 个不同的组）

sample <- select(df, id) %>% group_by(id) %>% sample_n(1) 

从 15 个随机观察中创建 5 个样本

sample <- ungroup(sample) %>% sample_n(5) %>% mutate(id=row_number())

将 m:1 旧数据帧与样本数据帧合并

df_new <- merge(x = df, y = sample, by = "id", all.y = TRUE)

Answer 2

你可以这样做：

probs <- 1 / table(df$COMPANY)[df$COMPANY]
df[sample(nrow(df), 20, replace = FALSE, prob = probs), ]

让我们测试一下：

table(df[sample(nrow(df), 1e6, replace = TRUE, prob = probs), "COMPANY"])
#   GOOG    IBM   MSFT 
# 333499 333080 333421

我们没有让每一行的概率等于 1/(50+25+10)，而是将它们标准化，以便每家公司都有相同的概率被选中：

tapply(probs, df$COMPANY, sum)
# GOOG  IBM MSFT 
#   1    1    1

（probs 总和为 3 而不是 1，但 sample 负责处理）。为了让数学更清楚，让我们举一个简单的例子（总和不等于 1，但这不是问题）：

vec <- c(1, 1, 2)
as.vector(1 / table(vec)[vec])
# [1] 0.5 0.5 1.0