R语言之基础

Python041

R语言之基础,第1张

向量是 R 语言中最基本的数据类型,在 R 中没有单独的标量(例如 1 本质上是 c(1)) 。

R 中可以用 = 或者 <- 来进行赋值 , <-的快捷键是 alt + - 。

R的下标是从1开始的,和python等不同(python四从0开始的)

当然我们也可以用逻辑进行筛选,例如

负数下标表示不选这个这些下标,例如:

c() 可以合并向量,例如

向量有个比较有趣的性质,当两个向量进行操作时,如果长度不等, 长度比较短的一个会复制自己直到自己和长的一样长。

a 自动变成了 c(3,4,3,4) 然后与b相加 , 得到了下面的结果。

遇到不懂得函数,可以用help("函数")查看函数用法。

矩阵,从本质上来说就是多维的向量,我们来看一看 我们如何新建一个矩阵。

可以看到向量元素变为矩阵元素的方式是按列的,从第一列 到第二列,如果我们想按行输入元素,那么需要加入 byrow = TRUE 的参数:

与向量相似,我们可以用下标来筛选矩阵, 例如:

a[行,列]

当我们对两个矩阵相乘,我们得到的结果是 对应元素两两相乘的结果,例如:

而这不是我们想要的矩阵乘法,在 R 中我们在乘法旁边加两个 百分号来做矩阵乘法:

此外,我们可以用 t() 来求矩阵的转置 , 用 solve() 来求矩阵的逆。

数据框类似矩阵,与矩阵不同的是,数据框可以有不同的数据类型。 一般做数据分析,我们把一个类似 excel 的表格读入 R ,默认的格式 就是数据框 , 可见数据框是一个非常重要的数据结构。

一般来说我们需要分析的数据,每一行代表一个样本,每一列代表一个 变量。

下面我们用 R 内置的数据集 iris 来看一看数据框的使用。

我们用 data 函数调入了 iris 这个数据集 , 然后用 head 函数来看一看这个数据 的前几行 , 可以看到有 sepal 的长度,宽度,petal 的长度和宽度,还有一个变量 Species 来描述样本的类别。

我们可以用 summary 函数来对数据集做大致的了解。

可以直观地看到每个变量的信息,对于几个数值变量,我们可以看到最小值,中位数等等统计信息。而对于 Species 这个分类变量,我们看到的是计数信息。

筛选数据框与矩阵相似,都可以通过数字下标来获取子集,不同地是因为数据框有不同的列名,我们也可以通过列名来获取某一特定列,例如:

我们可以用 names() 函数来获取数据框的列名

并可以通过为其赋值改变列的名字。

列表是一种递归式的向量,我们可以用列表来存储不同类型的数据,比如:

列表有多种索引方式,可以用如下方式获取。

今天我们实验的对象就是一组从原始 R 进化出来的工具链 Tidyverse , 它是由 Hadley Wickham 主导开发的一系列 R 包的集合。 Tidyverse 继承了R语言进行快速统计分析的优势 , 并实现了一些新的理念 , 例如 magrittr 包中的管道操作 , 让线性嵌套的函数组合变得更加清晰易懂;可视化方面中的 ggplot ,使绘图变成搭积木式的图层叠加。

这样的小发明有的改变了分析的运作方式 , 有的改变了使用者的认知方式 , 聚在一起形成了一种新的数据分析的生态链 。具体来看 , Tidyverse 有如下核心组件:

mpg 数据集是刻画不同汽车的排放状况的一个数据集, 总过有 234 个样本 , 11 个变量 。 这 11 个变量分别是:

manufacture: 制造商

model: 车型

dispel: 汽车排放量

year: 制造年度

cyl: 排气管数量

trans: 排放类型

drv: 驱动方式

cty: 每公里耗油量(城市道路)

hwy: 每公里耗油量(高速路)

fl: 油的种类

class: 车的类型

更多数据相关信息可以通过 help(mpg) 指令获取。

在属性映射中加入 color=class 参数后 , 我们可以看到每个点的汽车对应的类型被用 不同颜色表现了出来 , 对于散点图 , 还有 size(大小) , shape(形状) 等等参数 可以用于确定点的属性。

对于条形图的y轴就是数据框中原本的数值时,必须将geom_bar()函数中stat(统计转换)参数设置为’identity’,即对原始数据集不作任何统计变换,而该参数的默认值为’count’,即观测数量。

R语言快速入门:数据结构+生成数据+数据引用+读取外部数据

查看完整文档可至百度网盘:

链接: https://pan.baidu.com/s/1cEdmpO5idfxx044TpqVBuA

 

提取码: bi3t

R是用于统计分析、绘图的语言和操作环境。R是属于GNU系统的一个自由、免费、源代码开放的软件,它是一个用于统计计算和统计制图的优秀工具。常被用于统计学、计量分析等领域。接下来讲一下我个人认为的R入门知识。

目录

1 数据结构

1.1 向量

1.2 矩阵

1.3 数据框

2 生成数据

2.1 c() 连接单个数据

2.2 ":" 生成1/-1等差向量

2.3 seq() 生成等距向量

2.4 rep() 生成重复数据

3 数据引用

3.1 引用行/引用列

3.2 引用单个元素

3.3 引用子矩阵

3.4 变量名引用

4 读取外部数据(表)

4.1 更改工作目录

4.2 read.table

4.3 read.csv

正文 1 数据结构

本节主要讲向量、矩阵、数据框三种数据结构(入门必须学)

1.1 向量

用于存储数值型、字符型或逻辑型数据的一维数组,常用"c()"创建。例如:

> c(1,2,8)#生成包含1,2,8的一维数组(向量)

[1] 1 2 8

1.2 矩阵

二维数组具有行列的概念

#矩阵用法

matrix(data = NA, nrow = 1, ncol = 1, byrow = FALSE,dimnames = NULL) #表示生成1行,1列的一个矩阵,其中仅仅包含一个元素“NA” #---示例---#

> matrix(c(1,2,3, 11,12,13), nrow = 2, ncol = 3, byrow = TRUE, dimnames = list(c("row1", "row2"), c("C.1", "C.2", "C.3")))

     C.1 C.2 C.3

row1   1   2   3

row2  11  12  13

#nrow = 2和ncol = 3 定义2x3的2行3列矩阵

#byrow = TRUE 是控制矩阵中的数据c(1,2,3, 11,12,13)按照行的顺序排列,默认按照列排列

#dimnames = list(c("row1", "row2"), c("C.1", "C.2", "C.3")) 定义矩阵行名和列名

1.3 数据框

主要用于向量/矩阵合并,可以将不通类型的以向量以及矩阵,按照一定结构存储在数据框中。

> x <- c(11:20)  #其中" <- "是赋值的意思,将向量c(11:20)赋值给对象x

> y <- c(1:10)

> data.frame(xf = x, yf = x) #将向量x和y合并存储到数据框中,并重命名为xf和yf

   xf yf

1  11 11

2  12 12

3  13 13

4  14 14

5  15 15

6  16 16

7  17 17

8  18 18

9  19 19

10 20 20

数组与矩阵类似,但其维度大于2.由于R入门基本接触不到3维以上数组的概念,目前暂不展开,等入门后在反过来看。

2 生成数据

本节主要讲“c()”、":"、seq、rep等四种数据生成的内容(入门必须学)

2.1 “c”  连接单个数据

> c(1,2,8)#生成包含1,2,8的向量

2.2 “:“ 生成1/-1等差向量

> 1.1:10

[1] 1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1

> 1:10

 [1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10

> 10:1 #如x=1:10(递减,如y=10:1)

 [1] 10  9  8  7  6  5  4  3  2  1

2.3 seq 生成等距向量

①seq(起点,终点,步长) 

②seq(length=9, from=1, to=5)

> seq(1,10,2)

[1] 1 3 5 7 9

> seq(length=5,1,10)

[1]  1.00  3.25  5.50  7.75 10.00

#seq(x)相当于1:length(x);length(x)为0时,返回integer(0)

> seq(10)

 [1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10

> seq(c())

integer(0)

2.4 rep(x,n)   重复 

将x重复n次,可使用each限定为依次重复形式

rep(1:3,3)

rep(1:3,each=3)

#> rep(1:3,3)

#[1] 1 2 3 1 2 3 1 2 3

#> rep(1:3,each = 3)

#[1] 1 1 1 2 2 2 3 3 3

额外补充:R语言|第2讲:生成数据

3 数据引用(以矩阵为例)

数据引用必须懂“对指定维度数据的引用”(以二维矩阵为例)

3.1 行引用/列引用

例如:引用第一行数据,引用第一列数据,引用第一行第一列的数据。

> data(iris) #鸢尾花数据集> dim(iris) #读取iris数据集的维度数值,以“行数 列数 ”形式展示[1] 150   5   #说明iris数据集是150 x 5的二维数组

3.2 行列值引用:数据集[行值,列值]

如行值或列值仅1个数字,表示仅引用该行或列的数据

> iris[1,]  #引用第1行数据

  Sepal.Length Sepal.Width Petal.Length Petal.Width Species

1          5.1         3.5          1.4         0.2  setosa

> head(iris[,1],5) #引用第1列的数据,其中因数据过长,使用head()函数取前5个数字

[1] 5.1 4.9 4.7 4.6 5.0

3.3 引用子矩阵

如行值或列值为组合数据,则表示引用组合行列交叉位置的数据

> iris[1:5,1:3]

  Sepal.Length Sepal.Width Petal.Length

1          5.1         3.5          1.4

2          4.9         3.0          1.4

3          4.7         3.2          1.3

4          4.6         3.1          1.5

5          5.0         3.6          1.4

3.4 变量名引用

(多用于二维数组中):数据集$变量名

> head(iris$Petal.Length,5)

[1] 1.4 1.4 1.3 1.5 1.4 4 读取外部数据(以.csv表为例)

本节主要讲如何读取外部数据(表)(以.csv表为例)

4.1 设置工作目录

R语言中数据的输入需要设置数据读取的路径,一般将数据文件放到工作目录下,这样直接就可以通过read.table等读取数据文档(不许要设置路径)。

setwd("E:/")  #设置当前工作目录为"E:/"

getwd()  #读取当前工作空间的工作目录(文件读取保存路径)

> getwd()  #读取当前工作空间的工作目录(文件读取保存路径)

[1] "C:/Users/ysl/Documents"

> setwd("E:/") #设置当前工作目录为"E:/"

> getwd() #再次使用getwd()函数即可查看是否设置成功

[1] "E:/"

方法二:通过R-gui菜单栏设置(文件-改变工作目录)

4.2 read.table() 

#读取带分隔符的文本文件。read.table()函数是R最基本函数之一,读取带分隔符的文本/表格文件。

#Usage

read.table(file, header = FALSE, sep = "", quote = "\"'",

           dec = ".", numerals = c("allow.loss", "warn.loss", "no.loss"),

           row.names, col.names, as.is = !stringsAsFactors,

           na.strings = "NA", colClasses = NA, nrows = -1,

           skip = 0, check.names = TRUE, fill = !blank.lines.skip,

           strip.white = FALSE, blank.lines.skip = TRUE,

           comment.char = "#",

           allowEscapes = FALSE, flush = FALSE,

           stringsAsFactors = default.stringsAsFactors(),

           fileEncoding = "", encoding = "unknown", text, skipNul = FALSE)

read.csv(file, header = TRUE, sep = ",", quote = "\"",

dec = ".", fill = TRUE, comment.char = "", ...)

read.csv2(file, header = TRUE, sep = "", quote = "\"",

dec = ",", fill = TRUE, comment.char = "", ...)

read.delim(file, header = TRUE, sep = "\t", quote = "\"",

dec = ".", fill = TRUE, comment.char = "", ...)

read.delim2(file, header = TRUE, sep = "\t", quote = "\"",

            dec = ",", fill = TRUE, comment.char = "", ...)

常用参数的说明如下:

(1)file:file是一个带分隔符的ASCII文本文件。①绝对路径或者相对路径。一定要注意,在R语言中\是转义符,所以路径分隔符需要写成"\\"或者“/”。所以写成“C:\\myfile\\myfile.txt”或者“C:/myfile/myfile.txt”即可。②使用file.choose(),弹出对话框,自动选择文件位置。例如:read.table(file.choose(),...)。

(2)header:一个表示文件是否在第一行包含了变量的逻辑型变量。如果header设置为TRUE,则要求第一行要比数据列的数量少一列。

(3)sep分开数据的分隔符。默认sep=""。read.table()函数可以将1个或多个空格、tab制表符、换行符或回车符作为分隔符。常见空白分隔符有:空格,制表符,换行符

sep=” ”;sep = “\t”;sep = “\n”

(4)stringsAsFactors 逻辑值,标记字符向量是否需要转化为因子,默认是TRUE。stringsAsFactors = F意味着,“在读入数据时,遇到字符串之后,不将其转换为factors,仍然保留为字符串格式”。

(5)encoding 设定输入字符串的编码方式。

#读取txt文档

> df<- read.table("data.txt")

> df

V1 V2

1  x  y

2  1  2

3  3  4

4  5  6

> df <- read.table("data.txt",header = T)

> df

x y

1 1 2

2 3 4

3 5 6

#样式1:直接读取数据

> df <- read.table("data.csv")  #直接读取数据

> head(df)

V1

1 ID,Sepal.Length,Sepal.Width,Petal.Length,Petal.Width,Species

2                                     1,5.1,3.5,1.4,0.2,setosa

3                                       2,4.9,3,1.4,0.2,setosa

4                                     3,4.7,3.2,1.3,0.2,setosa

5                                     4,4.6,3.1,1.5,0.2,setosa

6                                       5,5,3.6,1.4,0.2,setosa

#样式2:读数+首行表头

> df <- read.table("data.csv",header = T)  #读数+首行表头

> head(df)

ID.Sepal.Length.Sepal.Width.Petal.Length.Petal.Width.Species

1                                     1,5.1,3.5,1.4,0.2,setosa

2                                       2,4.9,3,1.4,0.2,setosa

3                                     3,4.7,3.2,1.3,0.2,setosa

4                                     4,4.6,3.1,1.5,0.2,setosa

5                                       5,5,3.6,1.4,0.2,setosa

6                                     6,5.4,3.9,1.7,0.4,setosa

#样式3:读数+首行表头+","逗号分割

> df <- read.table("data.csv",header = T,sep=",")  

#读数+首行表头+","逗号分割

> head(df)

ID Sepal.Length Sepal.Width Petal.Length Petal.Width Species

1  1          5.1         3.5          1.4         0.2  setosa

2  2          4.9         3.0          1.4         0.2  setosa

3  3          4.7         3.2          1.3         0.2  setosa

4  4          4.6         3.1          1.5         0.2  setosa

5  5          5.0         3.6          1.4         0.2  setosa

6  6          5.4         3.9          1.7         0.4  setosa

> summary(df)

ID          Sepal.Length    Sepal.Width     Petal.Length  

Min.   :  1.00   Min.   :4.300   Min.   :2.000   Min.   :1.000  

1st Qu.: 38.25   1st Qu.:5.100   1st Qu.:2.800   1st Qu.:1.600  

Median : 75.50   Median :5.800   Median :3.000   Median :4.350  

Mean   : 75.50   Mean   :5.843   Mean   :3.057   Mean   :3.758  

3rd Qu.:112.75   3rd Qu.:6.400   3rd Qu.:3.300   3rd Qu.:5.100  

Max.   :150.00   Max.   :7.900   Max.   :4.400   Max.   :6.900  

Petal.Width          Species  

Min.   :0.100   setosa    :50  

1st Qu.:0.300   versicolor:50  

Median :1.300   virginica :50  

Mean   :1.199                  

3rd Qu.:1.800                  

Max.   :2.500

#样式4:读数+首行表头+","逗号分割+字符转因子factor

> df <- read.table("data.csv",header = T,sep=",",stringsAsFactor = T)

##读数+首行表头+","逗号分割+字符转因子factor

> head(df)

ID Sepal.Length Sepal.Width Petal.Length Petal.Width Species

1  1          5.1         3.5          1.4         0.2  setosa

2  2          4.9         3.0          1.4         0.2  setosa

3  3          4.7         3.2          1.3         0.2  setosa

4  4          4.6         3.1          1.5         0.2  setosa

5  5          5.0         3.6          1.4         0.2  setosa

6  6          5.4         3.9          1.7         0.4  setosa

 #请注意species结果与样式3中结果的差异

> summary(df) 

ID          Sepal.Length    Sepal.Width     Petal.Length  

Min.   :  1.00   Min.   :4.300   Min.   :2.000   Min.   :1.000  

1st Qu.: 38.25   1st Qu.:5.100   1st Qu.:2.800   1st Qu.:1.600  

Median : 75.50   Median :5.800   Median :3.000   Median :4.350  

Mean   : 75.50   Mean   :5.843   Mean   :3.057   Mean   :3.758  

3rd Qu.:112.75   3rd Qu.:6.400   3rd Qu.:3.300   3rd Qu.:5.100  

Max.   :150.00   Max.   :7.900   Max.   :4.400   Max.   :6.900  

Petal.Width          Species  

Min.   :0.100   setosa    :50  

1st Qu.:0.300   versicolor:50  

Median :1.300   virginica :50  

Mean   :1.199                  

3rd Qu.:1.800                  

 Max.   :2.500

4.3 read.csv()  

#读取.csv格式数据,read.table的一种特定应用。read.csv() 读取逗号分割数据文件,read.table()的一种特定应用。默认逗号分割,header=T,stringsAsFactor = T

df <- read.csv("data.csv") #等价与下df <- read.table("data.csv",header = T,sep=",",stringsAsFactor = T)df <- read.table("data.csv",header = T,sep=",",stringsAsFactor = T)#第一行和第二行等价

read.csv(file, header = TRUE, sep = ",", quote = "\"", 

dec = ".", fill = TRUE, comment.char = "", ...)

#实例

> df <- read.csv("data.csv") 

#相当于df <- read.table("data.csv",header = T,sep=",",stringsAsFactor = T)

> head(df)

ID Sepal.Length Sepal.Width Petal.Length Petal.Width Species

1  1          5.1         3.5          1.4         0.2  setosa

2  2          4.9         3.0          1.4         0.2  setosa

3  3          4.7         3.2          1.3         0.2  setosa

4  4          4.6         3.1          1.5         0.2  setosa

5  5          5.0         3.6          1.4         0.2  setosa

6  6          5.4         3.9          1.7         0.4  setosa