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Mann–Whitney U 检验(秩和检验)

两组数据不服从正态分布、样本又小,或者是评分、等级这类数据,就用 Mann–Whitney U 检验代替独立样本 t 检验。每组一列粘贴进来,得到 U 值、p 值、中位数和平均秩;三组以上切到 Kruskal–Wallis。

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两列,每组一列(行数可以不同)。第一行可以是组名。

U = 23

p 值 = 0.1359

差异不显著(p ≥ 0.05)。

描述统计

组别n中位数平均秩
A91.6811.44
B91.077.56

检验统计量

统计量值
U23
W(秩和形式,同 R)58
z1.545
p 值0.1359
p 值算法精确分布
秩二列相关0.432
r = |z| / √N0.364
论文写法U = 23.0, z = 1.55, p = .136, r = .36

结果与 R 的 wilcox.test()、kruskal.test()、friedman.test() 一致:两组都少于 50 个且没有相同值时用精确分布,否则用正态近似。这些检验比较的是秩次,不是平均数。

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使用步骤

  1. 选「Mann–Whitney U」,两组数据各一列粘贴进来,第一行可以写组名。
  2. 需要单侧检验时,在「备择假设」里选第一列偏大或偏小。
  3. 看 p 值和两组的中位数、平均秩,判断哪组偏大。
  4. 三组或更多组时选「Kruskal–Wallis」,每组一列。

参数说明

U 和 W
U 是一组数比另一组数大的次数(相等算半次)。SPSS 报两个 U 里较小的那个,R 的 W 是第一组的 U。两者都列出来,p 值一样。
精确 p 和正态近似
两组都少于 50 个、且没有相同的数时,用精确分布算 p;否则用正态近似,并做结校正和连续性校正,与 R 的 wilcox.test() 默认一致。
效应量
r = |z| ÷ √N,0.1、0.3、0.5 大致对应小、中、大效应;秩二列相关在 −1 到 1 之间,正数表示第一组偏大。

示例

默认两组各 9 个数:

组别 n 中位数 平均秩
A 9 1.68 11.44
B 9 1.07 7.56

U = 23(R 的 W = 58),z = 1.55,两组都少于 50 且没有相同的数,用精确分布,双侧 p = 0.136,差异不显著。r = 0.36。如果事先就预期 A 组偏大,选单侧「第一列偏大」,p = 0.068,仍不显著。

论文写法:U = 23.0, z = 1.55, p = .136, r = .36。

什么时候用秩和检验,什么时候用 t 检验

情况 用
两组独立,数据大致正态 独立样本 t 检验
两组独立,样本小且偏态,或是等级、评分(如满意度 1–5 分) Mann–Whitney U
同一批人前后测两次 配对 t 检验或 Wilcoxon 符号秩检验
三组以上,数据大致正态 单因素方差分析
三组以上,偏态或等级数据 Kruskal–Wallis H

秩和检验把所有数据合在一起从小到大排名次,再比较两组的名次,所以不受极端值影响。代价是数据正态时,它比 t 检验略不容易检出差异。

常见问题

Mann–Whitney U 检验和 Wilcoxon 秩和检验是一回事吗?

是,只是统计量的写法不同,p 值完全一样。注意它和「Wilcoxon 符号秩检验」不同,后者用于配对数据。

它检验的是中位数吗?

严格说检验的是一组的数值是否倾向于比另一组大。两组分布形状相近时,可以解释为中位数不同。

结果和 SPSS 不一样?

SPSS 默认只给渐近 p 值(正态近似、不做连续性校正),样本小时会和这里的精确 p 略有差别。在 SPSS 里勾选「精确」检验后结果一致。

Kruskal–Wallis 显著后怎么做两两比较?

两两做 Mann–Whitney 检验,再用 Bonferroni 等方法校正 p 值,例如三组比较 3 次,就把每个 p 乘以 3。

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