是否存在类似时间序列的茎叶图?

是否存在类似时间序列的茎叶图?

当想要快速查看一系列值的分布时,茎叶图是一种非常简单但功能强大的工具。只需花几分钟教计算机绘制它,或者您也可以手动绘制。

唯一的问题是它不保留值的顺序,而有时顺序包含有用的信息。我一直在想一个同样简单的方法来绘制保留顺序的时间序列,但没能想出办法。

制作常规时间序列图的明显解决方案是,X 轴上显示时间,Y 轴上显示值,但其问题在于,在实际渲染之前需要做大量准备工作。从概念上讲,它远不如茎叶图那么简单。

有这样的事吗?或者我所要求的是不可能的?

哦,还有一个重要要求我差点忘了:我希望这可以在行缓冲终端上轻松打印……


我之所以在这里问这个问题,是因为我的主要用例是健康指标和来自服务器的其他样本。在排除系统故障的原因时,快速了解某个子系统在一段时间内的表现会很好。

答案1

我不确定这是否完全是我所寻找的,因为它有点复杂,但它到目前为止已经满足了我的需求:

我开始研究温度,它们都在 25-60°C 范围内,因此我可以简单地复制一串*来创建它们的条形图:

$ cat temps2.txt | perl -pe 'print "*" x $_ . " ";'
******************************************** 44.0
*************************************************** 51.0
******************************************* 43.0
********************************************* 45.0
************************************** 38.0
**************************************** 40.0
*********************************** 35.0
************************************ 36.0
******************************** 32.0
******************************** 32.0
******************************* 31.0
******************************* 31.0
******************************** 32.0
******************************** 32.0
******************************* 31.0
************************************ 36.0
******************************** 32.0
************************************ 36.0
******************************* 31.0
*********************************** 35.0
************************************ 36.0
************************************ 36.0
********************************* 33.0
******************************* 31.0
******************************** 32.0
******************************* 31.0
********************************* 33.0
******************************** 32.0
******************************** 32.0
************************************ 36.0

当然,这只适用于方便范围内的值,但当它们在方便范围内时,它非常有效——而当它们不在方便范围内时,只需向$_指示重复次数的变量添加一些算术运算即可。

例如,每秒的平均处理器运行队列长度(对我来说在 0-8 范围内)可以乘以 10 以获得输出中可见的变化:

$ cat runq.txt | perl -pe 'print "*" x ($_ * 10) . " ";'
 0
 0
 0
 0
******************** 2
********** 1
******************** 2
**************************************** 4
****************************** 3
**************************************** 4
****************************** 3
****************************** 3
******************** 2
******************** 2
********** 1
********** 1
********** 1
************************************************************ 6
********** 1
********** 1
********** 1
 0
 0

这绝对可以满足我的需要。


当然,就我而言,我把这种方式发挥到了极致,并创建了一个大脚本,其中包括坐标变换的自动计算和更新,以及系统平均值和自然过程极限的流式计算:

$ cat temps2.txt | ./limits.pl
----------------------------------------------------------------
X:    51.0           [            | *         ]
X:    43.0         [           * |            ]
X:    45.0            [         |          ]
X:    38.0          [      *   |          ]
X:    40.0           [      *  |        ]
X:    35.0           [   *    |        ]
X:    36.0           [    *  |        ]
X:    32.0           [ *     |       ]
X:    32.0           [ *    |      ]
X:    31.0           [*     |     ]
X:    31.0           [*    |     ]
X:    32.0           [ *   |     ]
X:    32.0           [ *   |    ]
X:    31.0           [*   |    ]
X:    36.0           [    *     ]
X:    32.0           [ *  |     ]
X:    36.0          [     |     ]
X:    31.0          [ *   |     ]
X:    35.0          [    *|     ]
X:    36.0          [     |    ]
X:    36.0          [     *    ]
X:    33.0          [   * |    ]
X:    31.0          [ *   |    ]
X:    32.0          [  * |     ]
X:    31.0          [ *  |    ]
X:    33.0          [   *|    ]
X:    32.0          [  * |    ]
X:    32.0          [  * |    ]
X:    36.0          [    |*   ]
UPL=42.1
Xbar=35.2
LPL=28.2

还附上了此脚本的不干净的源代码。这是初稿,所以请原谅代码不好。

#!/usr/bin/env perl

use v5.26;
use strict;
use warnings;
use List::Util qw( min max );

my $max_width = 52;

my $n = 0;
my $xbar = 0;
my $mrbar = 0;
my $lpl;
my $upl;

sub print_values {
    print "\n";
    printf "UPL=%.1f\n", $upl;
    printf "Xbar=%.1f\n", $xbar;
    printf "LPL=%.1f\n", $lpl;
}

$SIG{INT} = \&print_values;

my $min_y;
my $max_y;

my $xprev;
while (my $x = <>) {
    $n++;
    $xbar *= $n - 1;
    $xbar += $x;
    $xbar /= $n;

    if (defined($xprev)) {
        my $mr = abs ($x - $xprev);
        $mrbar *= $n - 2;
        $mrbar += $mr;
        $mrbar /= $n - 1;

        $lpl = $xbar - $mrbar * 2.66;
        $upl = $xbar + $mrbar * 2.66;

        my $space_changed;

        # If any point is about to be drawn outside of the screen space, expand
        # the space to include the currently drawn points and then some.
        if (min($lpl, $x) < $min_y or max($upl, $x) > $max_y) {
            my $min_diff = abs($min_y - min($lpl, $x));
            my $max_diff = abs($max_y - max($upl, $x));
            # Change min and max values in slightly larger steps to avoid
            # changing the space too often with a drifting process.
            $min_y -= $min_diff * 2;
            $max_y += $max_diff * 2;
            $space_changed = 1;
        }
        if ($min_y == $max_y) {
            $max_y = $min_y + 1;
        }

        my %screen_coords;
        $screen_coords{lpl} = $lpl;
        $screen_coords{upl} = $upl;
        $screen_coords{xbar} = $xbar;
        $screen_coords{x} = $x;

        # Transform the recorded values to the screen space.
        for my $coord (keys %screen_coords) {
            # Set offset to 0.
            $screen_coords{$coord} -= $min_y;
            # Divide by range to scale down to 0–1.
            $screen_coords{$coord} /= ($max_y - $min_y);
            # Scale up again to proper width.
            $screen_coords{$coord} *= ($max_width - 1);
        }

        # Render the recorded values into an array of characters.
        my @characters = split('', ' ' x $max_width);
        $characters[$screen_coords{xbar}] = '|';
        $characters[$screen_coords{lpl}] = '[';
        $characters[$screen_coords{upl}] = ']';
        $characters[$screen_coords{x}] = '*';

        # Print a separator whenever the space needs to be expanded.
        if ($space_changed) {
            printf ('-' x ($max_width + 12) . "\n");
        }

        printf "X: %7.1f %s\n", $x, join('', @characters);
    } else {
        $min_y = $x;
        $max_y = $x;
    }

    $xprev = $x;
}

print_values;

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