R语言基础教程 | 数据结构—因子

Python028

R语言基础教程 | 数据结构—因子,第1张

变量可归结为名义型、有序型或连续型变量。名义型变量是没有顺序之分的类别变量。类别(名义型)变量和有序类别(有序型)变量在R中称为因子(factor)。因子在R中非常重要,因为它决定了数据的分析方式以及如何进行视觉呈现。因子(factor)是R语言中比较特殊的一个数据类型, 它是一个用于存储 的类型,举个例子,从性别上,可以把人分为:男人和女人,从年龄上划分,又可以把人分为:未成年人(<18岁),成年人(>=18)。

R把表示分类的数据称为因子,因子的行为有时像字符串,有时像整数。因子是一个向量,通常情况下,每个元素都是字符类型,也有其他数据类型的元素。因子具有因子水平(Levels),用于限制因子的元素的取值范围,R强制:因子水平是字符类型,因子的元素只能从因子水平中取值,这意味着,因子的每个元素要么是因子水平中的字符(或转换为其他数据类型),要么是缺失值,这是因子的约束,是语法上的规则。

通常情况下,在创建数据框变量时,R隐式把数据类型为字符的列创建为因子,这是因为R会把文本类型默认为类别数据,并自动转换为因子。前面我们在讲数据框时,就有提到。

通过class()函数检查gender列的类,结果是因子类型,而不是字符向量。

可以通过factor()函数创建因子,factor()函数的第一个参数必须是字符向量,通过levels参数显式设置因子水平

参数注释:

例如,因子sex的值是向量c('f','m','f','f','m'),因子水平是c('f','m')

因子水平规定了 因子取值的范围 ,每一个因子,都包含因子水平的信息,例如,打印gender列,可以看到因子的元素和水平:

该因子中的每个值都是一个字符串,它们被限制为“f”、“m”和缺失值(NA)。如果把其他字符串添加到gender列中,R会抛出警告消息,并把错误赋值的元素设置为NA,例如:

因子水平,可以通过函数levels(factor)来查看:

水平的级数,相当于level的长度,可以由nlevels函数查询到:

使用factor函数创建因子,可以使用labels参数为每个因子水平添加标签,labels参数的字符顺序,要和levels参数的字符顺序保持一致,例如:

通常情况下,因子一般是无序的,这可以通过is.ordered()函数来验证:

因子的顺序,实际上是指因子水平的顺序,有序因子的因子水平是有序的。在特殊情况下,有些因子的水平在语义上大于或小于其他水平,R支持按顺序排列的因子,使用ordered函数,或通过给factor函数传入order=TRUE参数,把无序因子转换为有序的因子。

ordered()函数不能指定特定因子水平的顺序,通常情况下,因子中先出现的水平小于后出现的水平。例如,通过ordered函数把sex因子转换为有序的因子:

通过factor函数创建有序因子,通过levels指定因子的顺序。

因子的顺序,其实是因子水平的顺序,我们可以通过levels,使现有的因子按照指定的因子水平来排序。

例如,把heights数据框的gender,按照指定的levels,转换成有序因子:

在数据清理时,可能需要去掉与因子水平对应的数据,通常情况下,需要删除未使用的因子水平,可以使用droplevels函数,它接受因子或是数据框作为参数。

如果x是数据框,那么把数据框中未使用的因子删除。

在数据清理中,有时需要把因子转换为字符,通常情况下,使用as.character()函数,把因子转换为字符串:

使用as.numeric()或as.integer()函数可以把因子转换成对应的整数.

函数 cut() 能够把数值变量切成不同的块,然后返回一个因子.

参数注释:

例如,把身高数据,按照指定的切割点向量分割:

当需要把因子转换为有序因子时,要注意因子水平的顺序.

变量课归结为名义型、有序型或连续型变量。

名义型变量是美哟顺序之分的类别变量。有序型变量表示一种顺序关系,而非数量关系。连续型变量可以呈现为某个范围内的任意值,并同事表示了顺序和数量。

类别(名义型)变量和有序类别(有序型)变量在R中称为因子(factor)。因子决定了数据的分析方式以及如何进行诗句呈现。

函数(factor)以一个整数向量的形式存储类别值,整数的取值范围是[1...k](其中k是名义型变量中唯一值的个数)同时一个由字符串(原始值)组成的内部向量将映射到这些整数上。

要表示有序型变量,需要为函数factor()指定参数order=TRUE。

对于字符型向量,因子的水平默认依字母顺序创建。但按字母顺粗排序的因子很少能让人满意,可通过指定levels选项来默认覆盖默认排序。

数值型变量可以用levels和lables参数来编码成因子。

首先,以向量形式输入数据,然后将diabetes和status分别制定为普通因子和有序型因子。最后,将数据合并为一个数据框。函数str(object)可提供R中某个对象的信息,它清楚的显示diabetes是一个因子,而status是一个有序型因子,以及此数据框在内部是如何进行编码的。

函数summary()会区别对待各个变量,它显示了连续性变量age的最小值、最大值、均值和各四分位数【四分位数(Quartile)也称四分位点,是指在统计学中把所有数值由小到大排列并分成四等份,处于三个分割点位置的数值。多应用于统计学中的箱线图绘制。它是一组数据排序后处于25%和75%位置上的值。四分位数是通过3个点将全部数据等分为4部分,其中每部分包含25%的数据。很显然,中间的四分位数就是中位数,因此通常所说的四分位数是指处在25%位置上的数值(称为下四分位数)和处在75%位置上的数值(称为上四分位数)。与中位数的计算方法类似,根据未分组数据计算四分位数时,首先对数据进行排序,然后确定四分位数所在的位置,该位置上的数值就是四分位数。与中位数不同的是,四分位数位置的确定方法有几种,每种方法得到的结果会有一定差异,但差异不会很大,该解释来源于百度百科】,并显示了类别型变量diabetes和status的频数值。

R中的因子用于存储不同类别的数据,可以用来对数据进行分组,例如人的性别有男和女两个类别,根据年龄可以将人分为未成年人和成年人,考试成绩可以分为优,良,中,差。

R 语言创建因子使用** factor() **函数,向量作为输入参数。

factor() 函数语法格式:

参数说明:

以下实例把字符型向量转换成因子:

我们可以看到输出sex的时候,除了显示字符串的内容以外,这里还有一行levels,证明sex有两个level(类别),female和male。这个顺序也是有讲究的,一般是按字母顺序来排列。我们也可以按照自己的需要来排列因子的顺序。以下实例设置因子水平为levels=c("male","female"):

你会发现现在levels的顺序就按照你设置的来显示了。

我们还能够设置显示的标签

可以看到虽然最初我们构建的向量里面包含的是male和female,最后因子却变成了man和woman。关于这个参数后面我们还会给大家举个更实际的,跟临床数据相关的例子。

R中的因子使用还是更广泛的,例如做差异表达分析的时候我们可以根据因子将数据分成两组。绘制boxplot的时候,我们也可以根据因子来将数据分成两组。更多的实例可以参考下面的视频讲解

R语言基础培训

【R语言】R中的因子(factor)