Excel统计分析与电脑实验
内容简介
Excel统计分析与电脑实验
公卫百科
《Excel统计分析与电脑实验》适用于和数据打交道的各界人士，可作为科研人员、管理人员、医务工作者、大中专院校师生的参考书或教材；尤其适合学过或打算学习统计学的有关人员。
作者简介
宇传华，现为武汉大学公共卫生学院教师，研究生导师。美国华盛顿大学（University of Washington）生物统计学系访问学者，中山大学医学统计学博士后，第四军医大学卫生统计学博士，同济医科大学卫生统计学硕士、预防医学学士。湖北省卫生统计与信息学会副会长，中国卫生信息学会理事，中华预防医学会武汉分会理事，武汉统计学会副秘书长。曾编写专著23部，其中主编（著或译）《SPSS与统计分析》、《诊断医学统计学》、《Excel与数据分析》等7部：副主编《生物医学研究的统计方法》、《卫生统计学》2部；参编《卫生统计学》（第六版）《Medical Statistics and Com．puter Experiment》、《Advance Medical Statistics》等14部。发表科研论文60余篇。主持过国家自然科学基金、中国博士后基金、国家卫生部、湖北省卫生厅等资助的科研课题。 公卫人
编辑推荐
光盘内容包近100个统计分析模板和近50个统计电脑实验，在Excel内置“数据分析”工具基础上，大大增强了Excel统计分析功能。“实用型”用户，只需在编好的Excel程序中键入有关数据，便可随即获得计算结果，“高级”用户，可根据书中提示，结合光盘的相应文件，略加修改，完成更复杂的统计分析。
公卫家园 数据整理篇：较为全面系统地介绍了数据的编辑、查询、建立子数据清单、数据透视与透视图分析等方法。
统计分析篇：利用Excel图表向导功能制作了多种常见统计图形；利用Excel内置函数编制了大量统计分析模板，如卡方检验、正态分布等的拟合优度检验等。
高级应用篇：编制了样本含量与检验功效的估计、寿命诊断试验评价的样本含量估计、ROC曲线分析、Meta分析、Topsis法、层次分析法等统计模块。
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电脑实验篇：利用“视图-工具栏-控件工具箱”制作滚动条，结合了大量电脑实验，如正态分布、二项分布等近50年电脑实验程序。
前 言
《Excel与数据分析》出版后不到1年的时间，曾两次印刷了8500册，该书2003年7月被中国高校教材图书网列为屈指可数的畅销书（http://www.sinobook.com.cn/book/ newsdetail.cfm?iCntno=1379）。读者的一封封E-mail来信和“google学术搜索”搜索到的引文结果，使我感受到了读者对Excel做统计学分析的热情和厚望。出版社2003年年底希望我尽快做出第二版。我一直在努力，即使在美国University of Washington（西雅图）做访问学者的1年宝贵时间里，我也一直没有中断过，试图将Excel的数据整理、统计分析和电脑实验功能得到更深层次的发掘。
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本书正是在《Excel与数据分析》基础上完成的，保留了上一本书的实例，但统计学分析模板和电脑实验程序得到了更为完善的改进和补充。从数量上看，自编的Excel程序从原先的66个扩展到了203个，绝大多数程序只需键入数据，结果便自动在同一工作表内产生，具有即改即可见的效果。
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选用Excel做统计分析的理由
与标准统计学软件SAS、SPSS等相比较，Excel的优势之处在于：
（1）强大的数据自动填充功能，这使得在Excel工作表中输入数据变得相当简单。
（2）方便的数据汇总与数据透视分析功能，可快速获得整个工作表，甚至整个工作簿数据的探索性统计分析结果。
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（3）灵活的单元格绝对引用与相对引用功能，使得大量类似的Excel公式输入变得简单，很多情况下只要键入一个公式，通过拖放方式便可完成该单元格周围其他单元格公式的生成。
（4）完美的图表内置格式，使得统计图形既制作方便，又美观好看。
（5）Excel的“数据分析”工具可完成大多数常用的统计分析，对于较复杂统计学方法可简单利用Excel内置函数自编程序完成。
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（6）正规渠道购买的计算机内大多数预装有微软Office办公软件，且为中文界面，使用它进行统计学分析无版权问题。
本书特色
本书从实例出发，易学易懂。所配光盘内包括大量实例数据与程序，很多情况下，只需在编好的Excel程序中键入有关数据或参数，便可随即获得计算结果。
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所配光盘程序均为开放代码，读者通过书中有关提示，结合光盘文件可以自编新的程序，解决更复杂的统计学分析难题。部分Excel程序采用了工作表保护，目的是防止Excel工作表内重要数据或计算公式发生不经意的改动。如果需要去除保护，只需单击菜单“工具→保护→撤销工作表保护”，输入密码“0”即可。 公卫人
本书在Windows XP操作系统下，以Excel 2003为基础，屏幕分辨率为1024×768像素下制作完成。在Excel 2007中，所有程序经测试均可使用，只是调用宏程序文件的方式有所不同。Excel 2003先设置“宏→安全性”为“中”，单击“加载宏”，便可打开；对于Office 2007用户，打开宏程序文件时，会在功能区下方出现“安全警告宏已被禁用。”单击“选项”，在弹出的对话框中选择“启用此内容”，单击“确定”按钮，即可在Excel 2007中正常运行宏程序。 公卫家园
本书内容
本书共分为数据整理、统计分析、高级应用、电脑实验4篇。
在数据整理篇（第1～5章）中，较为全面系统地介绍了数据的编辑、查询、建立子数据清单、数据透视表与透视图分析等方法。
在统计分析篇（第6～10章）中，利用Excel图表向导功能制作了多种常见统计图形；利用Excel内置函数编制了大量统计分析模板，如卡方检验、正态分布等的拟合优度检验、Fisher精确概率法、非参数检验、Ridit分析、简单相关与回归分析、多重相关与回归分析、加权Logistic回归分析等。 公卫论坛
在高级应用篇（第11～16章）中，编制了样本含量与检验功效的估计、寿命表、诊断试验评价的样本含量估计、ROC曲线分析、Meta分析、Topsis法、层次分析法等统计模块。
在电脑实验篇（第17～20章）中，利用“视图→工具栏→控件工具箱”制作滚动条，结合Excel内置函数和内置图表，制作了大量电脑实验，如正态分布、二项分布、Poisson分布等10余个概率分布电脑实验；z分布、t分布、F分布、卡方分布等常用假设检验电脑实验；中心极限定理、随机现象、假设检验、置信区间等共计近50个电脑实验程序。 公卫论坛
对于“实用型”用户，可直接利用有关程序进行统计学分析；对于“高级”用户，可根据书中提示，结合光盘的相应文件，对相应工作表略加修改，完成更复杂的计算。
该书是在华中科技大学第六批教改项目，华中科技大学出版基金的资助下完成的。在西雅图做访问学者的1年期间，在工作、生活等多方面得到了周晓华、桂华、王端、张宇、王雷、刘宇清、陈洪波、徐又农、郑怡、杨鼎、杨力、Rich Fullner、Joanna Fullner等的帮助，我的妻子、女儿对我的编写工作也给予了高度理解与支持，在此一并致谢。 公卫百科
限于作者水平有限，书中错谬之处在所难免，恳请同行专家和广大读者不吝赐教。
宇传华
E-mail：yuchua@163.com
网址：www.hstathome.com
华中科技大学、武汉大学
2008年10月1日于武汉
目录
公卫论坛 数 据 整 理 篇
第1章 Excel基本知识...... 2
1.1 Excel的安装...... 3
1.2 Excel工作界面简介...... 3
1.3 鼠标与键盘的操作...... 7
1.4 单元格区域与整个工作表的
1.4 选取...... 9
1.5 工作表重命名与复制副本...... 10
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1.6 工作表的格式化...... 11
1.7 工作表的打印...... 15
第2章 公式与函数...... 17
2.1 公式的建立...... 18
2.2 函数的结构...... 18
2.3 公式中的运算符...... 19
2.4 运算符的优先顺序...... 21
2.5 单元格的混合引用...... 21 公卫百科
2.5.1 相对引用..... 22
2.5.2 绝对引用..... 22
2.5.3 混合引用..... 22
2.5.4 A1引用样式..... 23
2.5.5 应用实例..... 23
2.6 公式编辑常用的快捷键...... 25
2.7 编辑公式时常见的错误信息...... 25
2.8 公式保护小技巧...... 27 公卫百科
2.9 常用数学函数应用举例...... 28
2.9.1 常用数学函数..... 28
2.9.2 数组运算..... 32
2.9.3 矩阵的运算与求解线性
2.9.3 方程组..... 33
2.10 创建自定义函数...... 36
2.11 获取函数帮助信息...... 37
第3章 数据清单的建立与利用...... 38
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3.1 数字的单元格格式...... 39
3.2 数据的有效性设置...... 42
3.3 建立数据清单...... 45
3.4 数据“记录单”的作用...... 46
3.5 数据的自动填充...... 48
3.5.1 简单数据的自动填充..... 48
3.5.2 等比数列数据的填充..... 49
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3.5.3 公式的自动填充..... 50
3.5.4 智能标记的应用..... 51
3.6 数据的分列...... 51
3.7 添加与编辑批注...... 53
3.8 特殊数学符号的键入...... 54
3.9 数据的导入与导出...... 56
3.10 常用统计软件调用Excel文件.... 56
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3.10.1 SAS 8.0调用Excel文件..... 56
3.10.2 SPSS 13.0调用Excel文件... 57
3.10.3 S-PLUS 2000调用Excel
3.10.3 文件..... 57
第4章 数据的编辑与查询...... 60
4.1 窗口的冻结与拆分...... 61
4.2 数据的剪贴与删除...... 62
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4.3 数据的查找与替换...... 63
4.4 行列转置与选择性粘贴的
1.4 其他妙用...... 64
4.5 将连续型变量划分等级...... 66
4.6 年龄的计算与当前日期的生成.... 67
4.7 数据的跨工作表操作...... 67
4.8 多个工作表的合并计算...... 69 公卫考场
4.9 查询与新建子数据清单...... 71
4.9.1 排序..... 71
4.9.2 自动筛选..... 72
4.9.3 高级筛选..... 75
4.9.4 选择不重复的记录..... 76
4.9.5 人工筛选..... 76
4.10 两个类似文件的比较...... 77
第5章 分类汇总与透视分析...... 79 公卫家园
5.1 分类汇总...... 80
5.2 数据透视表...... 83
5.2.1 创建数据透视表..... 84
5.2.2 数据透视表的结构及其
5.2.2 工具栏..... 85
5.2.3 由数据透视表获得均数
5.2.3 标准差..... 87
5.2.4 产生列联表..... 89
5.2.5 创建子数据清单..... 93 公卫论坛
5.2.6 设置报告格式与更新数据..... 95
5.2.7 数据透视图表中创建公式..... 96
5.3 数据透视图...... 96
5.3.1 创建数据透视图..... 97
5.3.2 调整数据透视图..... 98
5.3.3 将数据透视图更改为静态图... 99
5.4 数据透视的其他应用...... 101 公卫家园
5.4.1 多个工作表的数据透视..... 101
5.4.2 数据透视表网页..... 101
5.4.3 幻灯片中引用数据透视表..... 102
统 计 分 析 篇
第6章 统计图表...... 106
6.1 统计表的制作...... 107
6.2 统计图的结构及特点...... 108
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6.3 Excel标准图表类型简介...... 109
6.4 创建统计图的一般步骤...... 111
6.5 统计图的编辑与修饰...... 113
6.6 绘制统计图举例...... 118
6.6.1 分段条图..... 118
6.6.2 误差条图..... 119
6.6.3 百分条图..... 121
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6.6.4 饼图..... 122
6.6.5 复合条饼图..... 123
6.6.6 线图与半对数线图..... 123
6.6.7 雷达图..... 125
6.6.8 气泡图..... 126
6.6.9 箱图..... 128
6.6.10 人口金字塔图..... 131
6.6.11 三角函数制作线图..... 133 公卫家园
6.6.12 曲面图..... 134
第7章 统计描述...... 136
7.1 数据分析工具的调用...... 137
7.2 统计学中的数据类型...... 138
7.2.1 数据类型的辨析..... 139
7.2.2 三类数据的计算..... 140
7.2.3 三类数据的转化..... 140 公卫人
7.3 区间数据的统计学描述...... 141
7.3.1 区间数据的频数表与
7.3.1 直方图..... 141
7.3.2 集中位置指标..... 146
7.3.3 离散程度指标..... 149
7.3.4 数据分析工具：描述统计..... 154
7.4 名义数据的统计描述...... 156 公卫百科
7.4.1 COUNTIF函数清点计数..... 156
7.4.2 率的标准化法..... 156
7.4.3 动态数列..... 158
第8章 区间数据的假设检验...... 161
8.1 假设检验的一般步骤...... 162
8.2 样本均数与总体均数的比较...... 163
8.2.1 已知样本均数和标准差..... 163
公卫考场
8.2.2 已知样本原始数据..... 164
8.3 配对资料的比较...... 165
8.4 两个样本均数的比较...... 166
8.4.1 两样本的总体方差齐性检验..... 166
8.4.2 总体方差齐同的t检验..... 168
8.4.3 总体方差不齐的t检验..... 170
8.4.4 大样本的z检验..... 171 公卫论坛
8.5 多样本方差Bartlett齐性检验...... 171
8.6 单因素方差分析...... 173
8.6.1 单因素方差分析工具..... 173
8.6.2 单因素方差分析图示..... 174
8.6.3 无原始数据的单因素方差
8.6.3 分析..... 175
8.6.4 单因素方差分析的多重比较..... 175 公卫人
8.7 双因素方差分析...... 177
8.7.1 无重复双因素方差分析..... 178
8.7.2 有重复双因素方差分析..... 179
第9章 名义与有序数据的假设检验...... 182
9.1 卡方检验...... 183
9.1.1 四格表资料的 检验..... 183
9.1.2 四格表配对资料的c2检验..... 186
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9.1.3 四格表资料的Fisher精确
8.6.3 概率检验..... 188
9.1.4 行×列表资料的 检验..... 191
9.2 频数分布的拟合优度检验...... 193
9.2.1 正态分布..... 193
9.2.2 二项分布..... 196
9.2.3 Poisson分布..... 197
9.2.4 均匀分布..... 198
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9.3 非参数检验...... 199
9.3.1 配对资料Wilcoxon符号秩
8.6.3 检验..... 200
9.3.2 两独立样本非参数检验..... 202
9.3.3 多样本Kruskal-Wallis秩和
8.6.3 检验..... 206
9.3.4 多个相关样本的Friedman
8.6.3 检验..... 209 公卫百科
9.4 Ridit分析...... 211
第10章 相关与回归...... 215
10.1 简单相关与回归...... 216
10.1.1 Excel函数实现简单相关与
10.4.3 回归..... 218
10.1.2 数据分析工具实现简单
10.4.3 相关与回归..... 223
10.1.3 添加趋势线实现直线 公卫家园
10.4.3 回归分析..... 226
10.2 曲线回归...... 227
10.2.1 对数曲线拟合..... 228
10.2.2 乘幂曲线拟合..... 229
10.2.3 指数曲线拟合..... 231
10.2.4 多项式曲线拟合..... 232
10.3 非线性回归...... 233
10.3.1 对数曲线拟合..... 233
公卫人
10.3.2 乘幂曲线拟合..... 234
10.3.3 指数曲线拟合..... 235
10.3.4 多项式曲线拟合..... 235
10.4 多重相关与回归...... 236
10.4.1 多重相关与多重协方差..... 236
10.4.2 多重回归分析..... 237
10.4.3 用函数实现多重回归与相关..... 239 公卫人
10.5 加权logistic回归...... 241
高 级 应 用 篇
第11章 变量求解与方案优选...... 246
11.1 单变量求解...... 247
11.1.1 目标搜索..... 247
11.1.2 求解非线性方程..... 248
11.2 规划求解...... 249 公卫家园
11.3 方案...... 251
11.4 常见的方案优选方法...... 253
11.4.1 确定型决策..... 254
11.4.2 非确定型决策..... 255
11.4.3 风险型决策..... 258
11.5 综合评价方法...... 258
11.5.1 TOPSIS法..... 258
11.5.2 层次分析法..... 260
公卫人
第12章 预测分析...... 263
12.1 自相关与自回归...... 264
12.1.1 线性时序趋势..... 264
12.1.2 DW统计量..... 265
12.1.3 自相关..... 266
12.1.4 自回归..... 267
12.2 移动平均法...... 268
12.3 指数平滑法...... 269 公卫家园
12.3.1 数据分析工具——指数
12.3.1 平滑..... 270
12.3.2 指数平滑的初始值..... 271
12.3.3 求解最佳平滑常数..... 272
12.4 季节预测法...... 273
12.4.1 哑变量多重回归..... 274
12.4.2 AR（4）模型..... 277
12.4.3 季节指数法..... 278
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12.5 Markov预测法...... 280
12.6 傅里叶分析...... 283
第13章 寿命表...... 285
13.1 现时寿命表...... 286
13.2 去死因寿命表...... 291
13.3 健康期望寿命表...... 293
第14章 随机化分组与样本
第14章 含量估计...... 297
公卫人
14.1 随机化分组...... 298
14.1.1 完全随机设计..... 298
14.1.2 配对设计..... 299
14.1.3 配伍组设计..... 300
14.1.4 三个随机化分组程序介绍..... 301
14.2 样本含量的估计...... 303
14.2.1 Nomogram图示法..... 304 公卫论坛
14.2.2 假设检验的样本含量估计..... 305
14.2.3 置信区间的样本含量估计..... 312
14.3 检验功效的估计...... 315
14.4 流行病学研究的样本含量与
14.4 检验功效...... 320
14.4.1 病例对照研究..... 320
14.4.2 队列研究..... 323 公卫论坛
14.5 方差分析等方法的样本
14.4 含量与检验功效...... 324
14.5.1 方差分析的检验功效..... 324
14.5.2 方差分析的样本含量..... 325
14.5.3 其他方法的样本含量与
14.5.3 检验功效..... 325
第15章 高级科研统计图与
第15章 Meta分析...... 326
公卫百科
15.1 统计地图...... 327
15.2 P-P图与Q-Q图...... 329
15.2.1 创建绘图数据..... 330
15.2.2 绘制正态P-P图..... 331
15.2.3 绘制正态Q-Q图..... 331
15.3 生存曲线...... 332
15.3.1 Kaplan-Meier法计算生存率
15.3.1 及其标准误..... 332
公卫考场
15.3.2 绘制生存曲线..... 333
15.4 重复测量数据的曲线图...... 334
15.5 Meta分析统计量的置信
15.5 区间图...... 336
15.5.1 Meta分析的计算公式..... 336
15.5.2 连续资料的Meta分析..... 339
15.5.3 离散资料的Meta分析..... 343
公卫家园
15.5.4 相关系数资料的Meta
15.5.4 分析..... 346
15.5.5 P值的Meta分析..... 348
第16章 诊断试验评价...... 349
16.1 常用统计指标...... 350
16.2 ROC曲线原理及其绘制
16.2 方法...... 354
16.2.1 有序分类资料ROC分析..... 355 公卫家园
16.2.2 连续资料ROC分析..... 357
16.2.3 值小为阳性的ROC分析..... 359
16.3 诊断试验评价的Meta分析...... 360
16.3.1 SROC分析..... 360
16.3.2 ROC面积的Meta分析..... 366
16.4 样本含量估计...... 368
16.4.1 灵敏度与特异度的置信 公卫论坛
16.4.1 区间估计..... 368
16.4.2 ROC曲线下面积的置信
16.4.1 区间估计..... 369
16.4.3 固定FPR的灵敏度置信
16.4.1 区间估计..... 371
16.4.4 单个准确度指标的假设
16.4.1 检验..... 372
16.4.5 两灵敏度或特异度的比较..... 373 公卫家园
16.4.6 ROC曲线下面积的比较..... 374
16.5 Kappa值估计...... 376
电 脑 实 验 篇
第17章 概率分布...... 380
17.1 正态分布...... 381
17.1.1 采用公式制作正态分布
16.4.1 电脑实验..... 381
公卫论坛
17.1.2 正态曲线下的面积..... 383
17.1.3 正态分布综合电脑实验..... 384
17.2 二项分布...... 386
17.2.1 概率质量函数..... 386
17.2.2 累计分布函数..... 387
17.2.3 二项分布电脑实验..... 387
17.2.4 样本率及率的标准误..... 389 公卫论坛
17.3 Poisson分布...... 390
17.3.1 概率质量函数与累计
16.4.1 分布函数..... 390
17.3.2 Poisson分布电脑实验..... 390
17.4 其他连续分布...... 392
17.4.1 对数正态分布..... 392
17.4.2 均匀分布..... 392
17.4.3 指数分布..... 393
公卫家园
17.4.4 Weibull分布..... 393
17.4.5 Beta分布..... 395
17.4.6 Gamma分布..... 395
17.5 其他离散分布...... 396
17.5.1 均匀分布..... 396
17.5.2 超几何分布..... 397
第18章 随机抽样与抽样误差...... 399
18.1 随机数发生器与随机函数...... 400 公卫百科
18.1.1 随机数发生器..... 400
18.1.2 随机数函数..... 404
18.2 有放回抽样与无归还抽样...... 405
18.2.1 “抽样”分析工具..... 405
18.2.2 无归还抽样..... 406
18.3 随机抽样电脑实验...... 407
18.3.1 从正态总体中随机抽样..... 407 公卫论坛
18.3.2 从非正态总体中随机抽样..... 411
第19章 假设检验的概率分布与
第19章 统计用表...... 415
19.1 z分布...... 416
19.1.1 标准正态分布曲线下面积..... 416
19.1.2 标准正态分布分位数..... 417
19.1.3 标准正态分布的其他应用..... 418 公卫百科
19.1.4 z分布电脑实验..... 420
19.2 t分布...... 422
19.2.1 t分布的图形及其分布特征..... 423
19.2.2 t分布曲线下面积与检验
19.2.2 界值..... 424
19.2.3 t分布电脑实验..... 425
19.3 F分布...... 427
19.3.1 F分布的图形及其分布 公卫论坛
19.2.2 特征..... 428
19.3.2 F分布曲线下面积与检验
19.2.2 界值..... 429
19.3.3 F分布电脑实验..... 431
19.4 分布...... 431
19.4.1 分布的图形及其
19.2.2 分布特征..... 432
19.4.2 分布曲线下面积与
19.2.2 检验界值..... 433 公卫家园
19.4.3 分布电脑实验..... 433
第20章 其他电脑实验与置信
第20章 区间估计...... 436
20.1 随机现象...... 437
20.2 置信区间...... 438
20.2.1 置信区间的电脑实验..... 439
20.2.2 置信区间的估计..... 440
20.3 假设检验的两型错误...... 444
公卫考场
20.4 不同检验方法所导致结论的
20.4 差异...... 446
20.5 t检验的两型错误...... 447
20.6 t与t'检验...... 448
20.7 一般t检验做方差分析两两
20.7 比较导致的I型错误...... 449
20.8 样本含量对假设检验的影响...... 450
公卫家园
20.9 卡方检验公式校正的意义...... 452
20.10 回归参数意义理解...... 453
20.11 寿命表电脑实验...... 454
附录A Excel函数...... 456
附录B 概率基本知识...... 474
附录C Excel 2003宏...... 475
附录D Excel 2007的数据分析 公卫百科
新功能...... 483
附录E Excel 2003 VBA应用...... 486
参考文献
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