第四节 随机化方法
随机化的方法有很多，如抽签、掷骰子、抽牌、摇号、摸球和查随机数字表等。目前各种计算机软件都是使用数学方法在计算机中产生随机数，这种方法产生的随机数，具有类似于均匀随机变量的独立抽样的性质，目前这种方法已经非常成熟，能够保证产生的随机数有很好的随机性和均匀性。但是需要特别说明的是，用数学方法产生的随机数不是真正意义的随机数，通常称为伪随机数。
随机化分组方法有抽签法和随机数字表法。前者简单易行，但不适用于观察对象较多的样本。后者以“随机数字表”为工具，它是统计学家根据随机抽样原理编制的。随着计算机及统计软件的普及，目前普遍推荐的方法是用计算机进行随机化，它有使用方便和可重现的优点。
一、随机分组的基本步骤
1.将实验对象编号。动物可按体重大小，患者可按就诊顺序等。
2.取随机数。得到随机数的方法很多，如抽签、掷骰子、抽牌、查随机数表及利用计算机产生随机数。
3.对产生的随机数进行排序。按从小到大的顺序进行排序。
4.将前n1个实验对象分到第一组，其后n2个实验对象分到第二组，以此类推。
5.最后再按实验对象编号排序。
二、软件的随机化实现
例2-1
将18例患者随机分为三组，每组各6例。
1.CHISS统计分析软件（以下简称为“CHISS软件”）实现随机化分组
进入CHISS软件，点击“设计”按钮，此时在主菜单中出现“实验设计”的选项，点击“实验设计”→“设计方案”就可以看到CHISS软件中随机化分组的全部功能，如图2-1。
图2-1 CHISS软件中随机分组菜单系统
点击“完全随机分组”将会出现完全随机分组的对话框，在检验样本总例数的位置填入“18”，处理组数选择“3”，随机数种子的位置填入种子数，本例选“13579”，通常可用随机分组的日期和时间作为种子数，根据实际需要修改各组的例数，如图2-2。此时点击“确定”可将结果输出到结果编辑窗口，如表2-1。
可以看出编号为1，2，3，4，12，16 的患者被分配到第一组，编号为 5，8，11，13，15，18的患者被分配到第二组，编号为6，7，9，10，14，17的患者被分配到第三组，见表2-1。
图2-2 CHISS软件中完全随机分组对话框
表2-1 完全随机设计编号分组结果
2.SAS 9.4版（以后例题均采用此版本分析）软件实现随机化分组
采用proc plan语句，给18例患者通过随机数分配号码1～18，输出至数据集rat。
结果如图2-3，n为每一个患者对应分配的号码。
图2-3 SAS软件中完全随机分配号码
将上述数据集rat里的变量n读入数据集result中，生成变量id为患者的编号，之后通过n的大小将患者分为三组，n为1～6则分配到第一组，n为7～12则分配到第二组，n为13～18则分配到第三组。
输出数据集result中的变量id和group，即为编号1～18患者分配的组，如图2-4。
可以看出编号为3，5，6，12，14，17的患者被分配到第一组，编号为 1，4，7，9，15，16 的患者被分配到第二组，编号为2，8，10，11，13，18的患者被分配到第三组。
图2-4 SAS软件中完全随机设计编号分组结果
3.Stata 15.0版（以后例题均采用此版本分析）软件实现随机化分组的步骤
打开Stata 15.0，在command依次输入下列代码（*为注释内容）：
*设置观测值18个
set obs 18
*生成id变量，"_n"表示产生与观测数相对应的id编号
gen id = _n
*设置随机数种子，固定值为13579
set seed 13579
*生成随机数变量r，默认生成（0，1）之间的随机数
gen r = uniform()
*排序r，默认为升序
sort r
*生成group变量，根据r的排序分成3组
gen group = group（3）
*展示含有id和group的表格，如图2-5
list id group
4.SPSS 25.0版（以后例题均采用此版本分析）软件实现随机化分组
首先，将18位患者编号，将1～18设置成ID，如图2-6所示。
图2-5 Stata软件中完全随机设计编号分组结果
图2-6 设置ID变量
第二，设置随机数种子，选择菜单“转换”→“随机数生成器”，将会出现“随机数生成器”对话框，在“活动生成器初始化”选项框中，勾选“设置起点”，选择“固定值”，输入种子数，本例选13579，点击“确定”。如图2-7所示。
图2-7 设置随机数种子
第三，生成随机数，选择菜单“转换”→“计算变量”，将目标变量命名为“随机数”，在函数组中选择“随机数”，函数和特殊变量选择“Rv.Uniform”双击，在数字表达式中范围选择0和1，点击“确定”，对话框如图2-8所示。
生成得到的随机数变量如图2-9所示。
第四，数据编秩，选择菜单“转换”→“个案排秩”，将“随机数”变量作为排秩变量，将秩1赋予“最大值”，点击“确认”。个案排秩对话框如图2-10所示。
图2-8 生成随机数对话框
图2-9 生成的随机数变量
图2-10 个案排秩对话框
生成得到新变量“R随机数”如图2-11所示。
第五，重新分组，选择菜单“转换”→“重新编码为不同变量”，将“R随机数”选为“数字变量”，输出变量命名为“分组”，点击“变量化”，如图2-12所示。
图2-11 得到新的变量
图2-12 重新编码为不同变量的对话框
点击“旧值和新值”，在旧值和新值设置框中，旧值框中选择“范围”，选为“1～6”，将“新值”设为“1”，点击“添加”；旧值框中选择“范围”，选为“7～12”，将“新值”设为“2”，点击“添加”；旧值框中选择“范围”，选为“13～18”，将“新值”设为“3”，点击“添加”，点击“输出变量是字符串”，点击“继续”。对话框如图2-13所示。
图2-13 旧值和新值对话框
点击“确定”，生成得到的新变量如图2-14所示。
可以看出编号为 4，6，8，9，12，17的患者被分配到第一组，编号为7，10，13，14，15，18的患者被分配到第二组，编号为1，2，3，5，11，16的患者被分配到第三组。
图2-14 SPSS统计分析软件中完全随机设计编号分组结果
使用计算机进行随机化的条件是，要有能够产生随机数的程序，并且产生随机数时应该能够自定义种子数，因为在相同的程序中，如果使用的种子数相同，则产生的随机数序列也是相同的，因此计算机进行随机化的过程是可以重现的。