如何在R语言中用apply等函数替代for循环

Python019

如何在R语言中用apply等函数替代for循环,第1张

函数主体可以是一系列表达式,这些表达式需要用大括号括起来:function(param1,,paramN){expr1exprM}讨论函数的定义告诉R软件“用何种方式进行计算”。例如,R软件没有内置计算变异系数的函数,因此你可以定义函数如下:>cvcv(1:10)[1]0.5504819第一行定义了名为cv的函数,第二行引用该函数,以1∶10作为其参数x的值。函数对参数应用函数主体中的表达式sd(x)/mean(x)进行计算并返回结果。定义函数后,我们可以在任何需要函数的地方应用它,例如可以作为lapply函数的第二个参数(参见方法6.2):>cvlapply(lst,cv)函数主体如果包含多行表达式,则需要使用大括号来确定函数内容的起始和结束位置。下面这一函数采用了欧几里德算法计算两个整数的最大公约数:>gcdlapply(lst,function(x)sd(x)/mean(x))由于本书重点不在于介绍R的编程语言,这里不对R函数编程的细微之处进行解释。下面给出几个需要注意的地方:返回值所有函数都有一个返回值,即函数主体最后一个表达式值。你也可以通过return(expr)命令给出函数的返回值。值调用函数参数是“值调用”——如果你改变了函数中的参数值,改变只是局部的,并不会影响该参数所引用的变量值。局部变量你可以简单地通过赋值来创建一个局部变量,函数结束后该局部变量会消失。条件执行R语法中包含if语句,详情可以使用help(Control)命令查看。循环语句

对一个Matrix或者Array进行某个维度的运算。其格式是:

apply(数据,维度Index,运算函数,函数的参数)

对于Matrix来说,其维度值为2,第二个参数维度Index中,1表示按行运算,2表示按列运算。

这是最后一篇讲解有关矩阵操作的博客,介绍有关矩阵的函数,主要有 rowSums() , colSums() , rowMeans() , colMeans() , apply() , rbind() , cbind() , row() , col() , rowsum() , aggregate() , sweep() , max.col() 。

下面通过例子来了解这些函数的用法:

我们知道,通过下标索引 [i, j] 可以访问矩阵的某一部分,索引如果没有提供意味着“所有行”或“所有列”。来看个例子,比如:

在R中,可以用一些特殊的函数来进行矩阵的行、列计算。来看些例子:

上述矩阵的行、列计算,还可以使用 apply() 函数来实现。 apply() 函数的原型为 apply(X, MARGIN, FUN, ...) ,其中: X 为矩阵或数组; MARGIN 用来指定是对行运算还是对列运算, MARGIN=1 表示对行运算, MARGIN=2 表示对列运算; FUN 用来指定运算函数; ... 用来指定 FUN 中需要的其它参数。来看些例子:

用 apply() 函数来实现上面的例子

apply() 函数功能很强大,我们可以对矩阵的行或列进行其它运算,例如:

如果矩阵存在 NA 值,可通过设置 na.rm=TRUE 来忽略 NA 值,然后再计算。比如:

甚至我们还可以自定义运算函数,来看个例子:

在R中, rbind() 和 cbind() 函数可分别为矩阵添加行和列,来看一个例子:

在R中, row() 和 col() 函数将分别返回元素的行和列下标矩阵,来看个例子:

通过这两个函数,可以获取矩阵的对角元素以及上下三角矩阵,例如:

有时,你可能需要对每行进行分组,然后组内每列求和。在R中可以用 rowsum() 函数来解决,而且效率也非常高。先看个例子:

你也可以用 aggregate() 函数获得类似结果:

有人就会问“为啥没有列分组求和的操作?”,其实你可以先将矩阵转置,然后行分组求和;这两步就等同于列分组求和。

sweep() 函数的原型为 sweep(x, MARGIN, STATS, FUN = "-", check.margin = TRUE, ...) ,其中: x 为矩阵或数组; MARGIN 用来指定是对行运算还是对列运算, MARGIN=1 表示对行运算, MARGIN=2 表示对列运算; STATS 表示想要清除的统计量; FUN 用来指定运算函数,默认为减法 - ; check.margin 用来核实 x 的维度是否与 STATS 的匹配,如果事先知道它们匹配的话,将其设为 FALSE 将提高运算速度; ... 用来指定 FUN 中需要的其它参数。来看些例子:

事实上,通过改变 FUN 参数的具体形式或自定义函数, sweep() 函数可以实现很多不同操作,这里就不细讲了。

max.col() 函数返回矩阵每行最大值所在的列位置(即列下标),其原型为 max.col(m, ties.method = c("random", "first", "last")) ,其中: m 为矩阵;当存在多个最大值时, ties.method 指定用哪种方式来处理这种情况,默认为"random"(随机),"first"指使用第一个最大值,"last"指使用最后一个最大值。来看个官网例子:

我们也可以结合 apply() 和 which.max() 函数来实现 max.col(mm, 'first') 。看个例子,

R矩阵的最后一部分内容就讲到这。

如若有遗漏,后期将会添加至本博客。