R语言常用函数整理(基础篇)

Python037

R语言常用函数整理(基础篇),第1张

R语言常用函数整理本篇是基础篇,即R语言自带的函数。

vector:向量

numeric:数值型向量

logical:逻辑型向量

character;字符型向量

list:列表

data.frame:数据框

c:连接为向量或列表

length:求长度

subset:求子集

seq,from:to,sequence:等差序列

rep:重复

NA:缺失值

NULL:空对象

sort,order,unique,rev:排序

unlist:展平列表

attr,attributes:对象属性

mode,class,typeof:对象存储模式与类型

names:对象的名字属性

字符型向量 nchar:字符数

substr:取子串 format,formatC:把对象用格式转换为字符串

paste()、paste0()不仅可以连接多个字符串,还可以将对象自动转换为字符串再相连,另外还能处理向量。

strsplit:连接或拆分

charmatch,pmatch:字符串匹配

grep,sub,gsub:模式匹配与替换

complex,Re,Im,Mod,Arg,Conj:复数函数

factor:因子 codes:因子的编码 levels:因子的各水平的名字 nlevels:因子的水平个数 cut:把数值型对象分区间转换为因子

table:交叉频数表 split:按因子分组 aggregate:计算各数据子集的概括统计量 tapply:对“不规则”数组应用函数

dev.new() 新建画板

plot()绘制点线图,条形图,散点图.

barplot( ) 绘制条形图

dotchart( ) 绘制点图

pie( )绘制饼图.

pair( )绘制散点图阵

boxplot( )绘制箱线图

hist( )绘制直方图

scatterplot3D( )绘制3D散点图.

par()可以添加很多参数来修改图形

title( ) 添加标题

axis( ) 调整刻度

rug( ) 添加轴密度

grid( ) 添加网格线

abline( ) 添加直线

lines( ) 添加曲线

text( ) 添加标签

legend() 添加图例

+, -, *, /, ^, %%, %/%:四则运算 ceiling,floor,round,signif

1、round() #四舍五入

例:x <- c(3.1416, 15.377, 269.7)

round(x, 0) #保留整数位

round(x, 2) #保留两位小数

round(x, -1) #保留到十位

2、signif() #取有效数字(跟学过的有效数字不是一个意思)

例:略

3、trunc() #取整

floor() #向下取整

ceiling() #向上取整

例:xx <- c(3.60, 12.47, -3.60, -12.47)

trunc(xx)

floor(xx)

ceiling(xx)

max,min,pmax,pmin:最大最小值

range:最大值和最小值 sum,prod:向量元素和,积 cumsum,cumprod,cummax,cummin:累加、累乘 sort:排序 approx和approx fun:插值 diff:差分 sign:符号函数

abs,sqrt:绝对值,平方根

log, exp, log10, log2:对数与指数函数

sin,cos,tan,asin,acos,atan,atan2:三角函数

sinh,cosh,tanh,asinh,acosh,atanh:双曲函数

beta,lbeta,gamma,lgamma,digamma,trigamma,tetragamma,pentagamma,choose ,lchoose:与贝塔函数、伽玛函数、组合数有关的特殊函数

fft,mvfft,convolve:富利叶变换及卷积

polyroot:多项式求根

poly:正交多项式

spline,splinefun:样条差值

besselI,besselK,besselJ,besselY,gammaCody:Bessel函数

deriv:简单表达式的符号微分或算法微分

array:建立数组

matrix:生成矩阵

data.matrix:把数据框转换为数值型矩阵

lower.tri:矩阵的下三角部分

mat.or.vec:生成矩阵或向量

t:矩阵转置

cbind:把列合并为矩阵

rbind:把行合并为矩阵

diag:矩阵对角元素向量或生成对角矩阵

aperm:数组转置

nrow, ncol:计算数组的行数和列数

dim:对象的维向量

dimnames:对象的维名

rownames,colnames:行名或列名

%*%:矩阵乘法

crossprod:矩阵交叉乘积(内积)

outer:数组外积

kronecker:数组的Kronecker积

apply:对数组的某些维应用函数

tapply:对“不规则”数组应用函数

sweep:计算数组的概括统计量

aggregate:计算数据子集的概括统计量

scale:矩阵标准化

matplot:对矩阵各列绘图

cor:相关阵或协差阵

Contrast:对照矩阵

row:矩阵的行下标集

col:求列下标集

solve:解线性方程组或求逆

eigen:矩阵的特征值分解

svd:矩阵的奇异值分解

backsolve:解上三角或下三角方程组

chol:Choleski分解

qr:矩阵的QR分解

chol2inv:由Choleski分解求逆

><,>,<=,>=,==,!=:比较运算符 !,&,&&,|,||,xor():

逻辑运算符 logical:

生成逻辑向量 all,

any:逻辑向量都为真或存在真

ifelse():二者择一 match,

%in%:查找

unique:找出互不相同的元素

which:找到真值下标集合

duplicated:找到重复元素

optimize,uniroot,polyroot:一维优化与求根

if,else,

ifelse,

switch:

分支 for,while,repeat,break,next:

循环 apply,lapply,sapply,tapply,sweep:替代循环的函数。

function:函数定义

source:调用文件 ’

call:函数调用 .

C,.Fortran:调用C或者Fortran子程序的动态链接库。

Recall:递归调用

browser,debug,trace,traceback:程序调试

options:指定系统参数

missing:判断虚参是否有对应实参

nargs:参数个数 stop:终止函数执行

on.exit:指定退出时执行 eval,expression:表达式计算

system.time:表达式计算计时

invisible:使变量不显示

menu:选择菜单(字符列表菜单)

其它与函数有关的还有:

delay,

delete.response,

deparse,

do.call,

dput,

environment ,

formals,

format.info,

interactive,

is.finite,

is.function,

is.language,

is.recursive ,

match.arg,

match.call,

match.fun,

model.extract,

name,

parse 函数能将字符串转换为表达式expression

deparse 将表达式expression转换为字符串

eval 函数能对表达式求解

substitute,

sys.parent ,

warning,

machine

cat,print:显示对象

sink:输出转向到指定文件

dump,save,dput,write:输出对象

scan,read.table,readlines, load,dget:读入

ls,objects:显示对象列表

rm, remove:删除对象

q,quit:退出系统

.First,.Last:初始运行函数与退出运行函数。

options:系统选项

?,help,help.start,apropos:帮助功能

data:列出数据集

head()查看数据的头几行

tail()查看数据的最后几行

每一种分布有四个函数:

d―density(密度函数),p―分布函数,q―分位数函数,r―随机数函数。

比如,正态分布的这四个函数为dnorm,pnorm,qnorm,rnorm。下面我们列出各分布后缀,前面加前缀d、p、q或r就构成函数名:

norm:正态,

t:t分布,

f:F分布,

chisq:卡方(包括非中心)

unif:均匀,

exp:指数,

weibull:威布尔,

gamma:伽玛,

beta:贝塔

lnorm:对数正态,

logis:逻辑分布,

cauchy:柯西,

binom:二项分布,

geom:几何分布,

hyper:超几何,

nbinom:负二项,

pois:泊松

signrank:符号秩,

wilcox:秩和,

tukey:学生化极差

sum, mean, var, sd, min, max, range, median, IQR(四分位间距)等为统计量,

sort,order,rank与排序有关,

其它还有ave,fivenum,mad,quantile,stem等。

R中已实现的有chisq.test,prop.test,t.test。

cor,cov.wt,var:协方差阵及相关阵计算

biplot,biplot.princomp:多元数据biplot图

cancor:典则相关

princomp:主成分分析

hclust:谱系聚类

kmeans:k-均值聚类

cmdscale:经典多维标度

其它有dist,mahalanobis,cov.rob。

ts:时间序列对象

diff:计算差分

time:时间序列的采样时间

window:时间窗

lm,glm,aov:线性模型、广义线性模型、方差分析

quo()等价于quote()

enquo()等价于substitute()

用的最多的,是求均值的mean()函数,当然这里也要提到,像sum()这种求和函数,

还有sd(x) 标准差函数,var(x) 方差函数。min()求最小值,max()求最大值。

我们来具体试试,这里使用一个向量:

test<-c(2,4,5,23,199,25,78,90,12)

求最大值

>max(test)

[1] 19

求最小值

>min(test)

求和

>sum(test)

[1] 43

求标准差,求方差

>sd(test)

[1] 65.01154

>var(test)

[1] 4226.

在来试试最重要的均值

>mean(test)

[1] 48.66667

另外中位数计算。使用median()函数

>median(test)

[1] 23

如果给定一种概率分布,通常会有四类计算问题:

计算其概率密度density (d)计算其概率分布probability(p)计算其百分位数quantile (q)随机数模拟random (r)上面四类计算对应的英文首字母,就是R语言类率分布函数的开头字母。

比如说,正态分布是norm的化,那密度函数就是dnorm(),分布函数就是pnorm(),

更有用的是用相应分布生成随机数,比如rnorm(),就会生成服从正态分布的随机数。

比如我们生成100个服从正态分布的随机数

rnorm(100)

[1] -9.064408e-01 1.026560e+00 -1.097470e+00 1.055395e+00 9.377175e-01

[6] -2.080103e-01 -3.092396e-01 -8.739942e-01 -1.242774e+00 1.102486e+00

[11] 1.082092e+00 -1.695528e+00 -5.930809e-01 -2.100800e-01 8.253859e-01

[16] -1.112551e+00 -3.960474e-01 -9.354820e-01 7.291608e-01 -3.773510e-01

[21] -3.438082e-01 -7.378688e-02 -9.047609e-01 -1.036344e+00 9.485103e-01

[26] -3.437985e-01 -2.145275e-02 1.350098e+00 -1.283633e+00 3.767240e-01

[31] 1.169566e+00 -4.325399e-01 -9.215626e-02 3.839357e-01 3.045491e-01

......

我们再用相应的频率分布直方图来看一下,这些生成的随机数:

hist(rnorm(100))

R就画出了这些随机数的频率分布图

R语言中的多元方差分析

1、当因变量(结果变量)不止一个时,可用多元方差分析(MANOVA)对它们同时进行分析。

library(MASS)

attach(UScereal)

y <- cbind(calories, fat, sugars)

aggregate(y, by = list(shelf), FUN = mean)

Group.1 calories fatsugars

1 1 119.4774 0.6621338 6.295493

2 2 129.8162 1.3413488 12.507670

3 3 180.1466 1.9449071 10.856821

cov(y)

calories fat sugars

calories 3895.24210 60.674383 180.380317

fat60.67438 2.713399 3.995474

sugars180.38032 3.995474 34.050018

fit <- manova(y ~ shelf)

summary(fit)

Df Pillai approx F num Df den Df Pr(>F)

shelf 1 0.195944.955 3 61 0.00383 **

Residuals 63

---

Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1

summary.aov(fit)

Response calories :

Df Sum Sq Mean Sq F valuePr(>F)

shelf1 45313 45313 13.995 0.0003983 ***

Residuals 63 2039823238

---

Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1

Response fat :

Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)

shelf1 18.421 18.4214 7.476 0.008108 **

Residuals 63 155.236 2.4641

---

Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1

Response sugars :

Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)

shelf1 183.34 183.34 5.787 0.01909 *

Residuals 63 1995.87 31.68

---

Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1

2、评估假设检验

单因素多元方差分析有两个前提假设,一个是多元正态性,一个是方差—协方差矩阵同质性。

(1)多元正态性

第一个假设即指因变量组合成的向量服从一个多元正态分布。可以用Q-Q图来检验该假设条件。

center <- colMeans(y)

n <- nrow(y)

p <- ncol(y)

cov <- cov(y)

d <- mahalanobis(y, center, cov)

coord <- qqplot(qchisq(ppoints(n), df = p), d, main = "QQ

Plot Assessing Multivariate Normality",

ylab = "Mahalanobis D2")

abline(a = 0, b = 1)

identify(coord$x, coord$y, labels = row.names(UScereal))

如果所有的点都在直线上,则满足多元正太性。

2、方差—协方差矩阵同质性即指各组的协方差矩阵相同,通常可用Box’s M检验来评估该假设

3、检测多元离群点

library(mvoutlier)

outliers <- aq.plot(y)

outliers