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统计建模

典型相关分析

把 X 组与 Y 组各压成一条典型变量,使这一对的相关最大,用来读两组指标的成组关联,而不是只报某一个 r。

更新日期 2026-08-29 相关

这篇能回答什么

典型相关(CCA)问的是:「左边这组定量、右边那组定量,能不能各自做成一个线性组合,让这两个组合的相关尽量大」。左边组合叫 u=a′X,右边叫 v=b′Y,第一对 (u₁,v₁) 吃掉最强的成组共变;第二对在与第一对正交的方向上再找次强的。一对典型相关是一个数,但它概括的是整组对整组,不是语文对物理那一个格子。

Pearson 相关性分析 一次只给两个变量一个 r。五门成绩的 10 个格子回答不了「文科三列作为一组,理科两列作为一组,整体绑得有多紧」。教学把语文、数学、英语放进 X 组,物理、化学放进 Y 组,并按维清点完整行:第 1 对 67(29.52%),第 2 对 61(26.87%),第 3 对 / 残余维 99(43.61%),两组均完整 227。维占用厚,不表示该维典型相关更大。

什么时候不该用

只有两列,直接报一个 r,不必上 CCA。一组很多列、目的是预测单一 Y,用 线性回归 或 偏最小二乘回归。列是同一件事的重复给分,用 组内相关系数。还在挑选 Pearson 还是 Spearman,用 相关分析自动求解,它不会做两组压缩。

如何选择方法

问题是「这一对变量」→ 一个 r。问题是「这一组量表对那一组绩效」→ CCA。问题是「用左边预测右边某一个 Y」→ 回归或 PLS。X 组、Y 组都至少两列,否则没有「组」可以压缩。最多能提取的典型对数等于较小组的列数。

  • 典型相关分析:两组定量,每组 ≥2 列;输出维占用与两组底图。

  • 单个 r:预先指定的变量对。

  • PLS 回归:要预测 Y,而不是对称地读成组相关。

  • 自动求解:只给变量对换系数族,不造典型变量。

输入、输出与限制

输入

指定两组定量。教学:X 组=语文、数学、英语(3 列),Y 组=物理、化学(2 列)。按行删除任一侧缺失。学号不能进任何一组。

  • X 组(左集):最少 2 个,最多 10 个定量列。

  • Y 组(右集):最少 2 个,最多 10 个定量列。

输出

典型变量对占用:第 1 对 67、第 2 对 61、残余维 99,合计 227。热力是两组原始相关的底图。本页不打印 Wilks λ,也不打印典型相关系数 ρ。

产品限制

  • Y 组只有物理、化学两列时,可提取的典型对最多 2;类别 C 是残余维占用,不是第三对已经估计出来。

  • 类别 A/B/C 不是「强 / 中 / 弱相关」三档。

  • 227 是两组都完整的行,和全表行数可以不同。

  • 组内列高度共线时,载荷会在几个近亲变量之间晃,预先指定理论分组。

  • 编号列、定类年级不要放进 X 或 Y。

案例

研究问题。 研究者想把「语文、数学、英语」看成一组学业表现,把「物理、化学」看成另一组,问两组之间有没有成组关联,而不是只盯语文×物理那一个格子。

工作表为「Sheet1」。左集三列、右集两列。两组均完整 227 行。维占用:第 1 对 67(29.52%),第 2 对 61(26.87%),残余维 99(43.61%)。残余维最厚,只说明更多完整行被记在未单独抽出的方向上,不能写成「第三典型相关最强」。下载后按同样分组复现占用。

下载教学示例表(定量成绩)

在 StatsX 中操作

  1. 步骤 1 · 打开 Sheet1

    把定量成绩表放进工作台,确认五门成绩都在。单文件不超过 20 MB。

  2. 步骤 2 · 先在纸上拆成两组

    左集:语文、数学、英语。右集:物理、化学。不要五列丢进同一侧。

  3. 步骤 3 · 搜索典型相关

    目录输入 CCA 或「典型」。不要点成普通相关矩阵,那还是格子对格子。

  4. 步骤 4 · 左三右二放进角色

    X 组勾选语文、数学、英语;Y 组勾选物理、化学。两侧都至少两列。运行分析。

  5. 步骤 5 · 对维占用,再看底图

    合计应对 227。第 1 对约 67、第 2 对约 61、残余约 99。热力是原始相关,不是典型相关 ρ。表里没有 Wilks。

StatsX 工作台上传定量成绩表做典型相关
把教学示例表拖进上传区。
列画像确认五门成绩均为定量
两组都只接受定量列。
在目录中选择典型相关分析
选定「典型相关分析」。
为典型相关指定左三列与右两列
X 组三门、Y 组物理与化学后运行。

如何阅读输出

下表清点 227 条两组均完整的行落在哪一维。第 1 对 67(29.52%),第 2 对 61(26.87%),残余维 99(43.61%)。工作台类别 A/B/C 按这个顺序对应。残余维 43.61% 最厚,只说明未单独抽出的方向记了更多行,不能写成第三对典型相关最强,更不能写成「成组关联不成立」。

典型变量对占用
典型变量对完整行占比(%)
第 1 对典型变量6729.52
第 2 对典型变量6126.87
第 3 对 / 残余维9943.61
合计(两组均完整)227100

工作台类别 A/B/C 对应第 1、2 对典型变量与残余维。只有完整行与占比,没有 Wilks。

典型相关维占用结果表
完整行应与上表一致:67 / 61 / 99,合计 227。
X1–X3 与 Y1–Y2 两组相关热力底图
热力是原始变量两两相关;典型相关还要把每侧压成组合。色块不是 ρ,维人数以表为准。

阅读顺序:两组列数是否都 ≥2 → 完整行 227 → 第 1、2 对占用是否接近(67 对 61)→ 残余维 99 只作描述 → 热力里跨组色块只能提示「哪几个原始变量可能被第一对吃进载荷」。Pearson 专页语文×物理 r=0.094 是单格,不能拿来当第一典型相关。右集只有两列,最多谈两对;把类别 C 写成「第三典型变量」是读错仓名。本页没有 Wilks,就不要写「成组相关显著」。

理论与公式

设 X 为 p 维、Y 为 q 维,p、q≥2。第一对典型变量求解

随后的对在与已提取组合正交的子空间里重复。可提取对数不超过 min(p,q)。教学右集 q=2,因此最多两对有定义;第三仓是残余维占用,不是又估计出 ρ₃。Hotelling 的检验用 Wilks λ 串起各对,但本页不提供 λ,也就没有可抄的 p。载荷(原始变量与本侧典型变量的相关)用来解释「第一对主要吃进了哪几列」,解释仍应回到理论分组,而不是只看热力最红的格子。

注意事项

  • 左三右二是教学分组,不是心理量表对绩效的理论结构。

  • 残余维最厚 ≠ 第三对典型相关最大,右集只有两列时根本没有第三对。

  • 单个格子的 r 替代不了 ρ;也不要把 ρ 写成「平均了 6 个跨组 r」。

  • 表里没有 Wilks,不要手写「典型相关显著」。

  • 组内共线会让系数 a、b 不稳,报告载荷时同时看相关底图。

  • 227 是两侧都完整的行,缺物理的学生不会进第一对。

常见问题

参考文献

  • Hotelling, H. Relations between two sets of variates[J]. Biometrika, 1936, 28(3/4): 321–377.

  • Thompson, B. Canonical Correlation Analysis. Sage.

  • Hair, J. F. et al. Multivariate Data Analysis. Cengage.

  • 张文彤, 董伟. SPSS统计分析高级教程[M]. 高等教育出版社.