R语言常用函数整理(基础篇)

Python013

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()

在r中看函数源代码:

在R中,代码可以分为如下几个级别:

首先,是你输入了函数对象名称,你可以直接看到代码的,如要获得函数对象fivenum的代码,就只需要在Console中键入函数对象名称fivenum就可以得到如下结果:

function (x, na.rm = TRUE)

{

xna <- is.na(x)

if (na.rm)

x <- x[!xna]

else if (any(xna))

return(rep.int(NA, 5))

x <- sort(x)

n <- length(x)

if (n == 0)

rep.int(NA, 5)

else {

n4 <- floor((n + 3)/2)/2

d <- c(1, n4, (n + 1)/2, n + 1 - n4, n)

0.5 * (x[floor(d)] + x[ceiling(d)])

}

}

<environment: namespace:stats>

从上面的例子可以看出,这类函数对象的代码是最容易看到的,也是我们学习的最好的材料了,而R中最大多数的函数对象是以这种方式出现的。

其次,我们在输入mean这类函数名次的时候,会出现如下结果:

function (x, ...)

UseMethod("mean")

<environment: namespace:base>

这表示函数作者把函数“封”起来了。这个时候我们可以先试一试methods(mean),利用methods函数看看mean这个函数都有哪些类型的,我们得到的结果如下:

[1] mean.data.frame mean.Date mean.defaultmean.difftime mean.POSIXct mean.POSIXlt

其实对此可以有一个简单的理解,虽然不够精确。因为在R中,mean函数可以求得属于不同类型对象的平均值,而不同类型对象平均值的求法还是有一些小小差 异的,比如说求一个向量的平均值和求一个数据框的平均值就有所差异,就要编写多个mean函数,然后“封”起来,以一个统一的mean出现,方便我们使 用。这正好也反映了R有一种类似泛型编程语言的性质。

既然我们已经知道mean中还有这么多种类,我们可以输入mean.default试一试就可以得到:

function (x, trim = 0, na.rm = FALSE, ...)

{

if (!is.numeric(x) &&!is.complex(x) &&!is.logical(x)) {

warning("argument is not numeric or logical: returning NA")

return(as.numeric(NA))

}

if (na.rm)

x <- x[!is.na(x)]

trim <- trim[1]

n <- length(x)

if (trim >0 &&n >0) {

if (is.complex(x))

stop("trimmed means are not defined for complex data")

if (trim >= 0.5)

return(stats::median(x, na.rm = FALSE))

lo <- floor(n * trim) + 1

hi <- n + 1 - lo

x <- sort.int(x, partial = unique(c(lo, hi)))[lo:hi]

n <- hi - lo + 1

}

.Internal(mean(x))

}

<environment: namespace:base>

同样就可以得到mean.data.frame、mean.Date、mean.difftime、mean.POSIXct、mean.POSIXlt 的具体内容了。值得注意的是,在R中,出现有多个同样近似功能的函数封装为一个函数的时候(这时候在函数中多半会出现类似UseMethod函数使用的情 况),我们不妨先输入mean.default试一试。这种形式的函数在R中一般作为默认的函数表示。

第三,这是一种特殊的情况,有人认为应该和第二种是一类,但是我还是要提出来单独归类。在这种情况也和第二种的原因有些类似,但并不是完全一致。

也许我们大家都很熟悉plot函数了吧,输入函数名plot的时候,我们会得到如下结果:

function (x, y, ...)

{

if (is.null(attr(x, "class")) &&is.function(x)) {

nms <- names(list(...))

if (missing(y))

y <- {

if (!"from" %in% nms)

0

else if (!"to" %in% nms)

1

else if (!"xlim" %in% nms)

NULL

}

if ("ylab" %in% nms)

plot.function(x, y, ...)

else plot.function(x, y, ylab = paste(deparse(substitute(x)),

"(x)"), ...)

}

else UseMethod("plot")

}

<environment: namespace:graphics>

请注意plot函数中也出现了UseMethod这个函数,但是和mean不同的是,前面有相当多的语句用于处理其他一些事情。这个时候,我们也使用methods(plot)来看看,得到如下结果:

plot.acf* plot.data.frame*plot.Date* plot.decomposed.ts* plot.default

plot.dendrogram*plot.densityplot.ecdf plot.factor*plot.formula*

plot.hclust*plot.histogram* plot.HoltWinters* plot.isoreg*plot.lm

plot.medpolish* plot.mlmplot.POSIXct* plot.POSIXlt* plot.ppr*

plot.prcomp*plot.princomp* plot.profile.nls* plot.spec plot.spec.coherency

plot.spec.phase plot.stepfunplot.stl* plot.table* plot.ts

plot.tskernel* plot.TukeyHSD

不看不知道,一看吓一跳,还以为我们输入plot的输出就是函数本身,结果也许不是如此。可能有人已经理解了,其实最后的UseMethod函数实在默认的调用plot.default函数,赶快再看看plot.default函数吧,发现它再调用plot.xy函数,再看看plot.xy函数,再plot.xy函数中调用了一个.Internal(plot.xy(xy, type, pch, lty, col, bg, cex, lwd, ...))函数,也许这就是真正起作用的函数了吧。思路基本上就是如此了,是否这个时候您可以获得一些阅读查找R函数内容的乐趣。

除了直接输入FUN.default形式外,还可以使用getS3method(FUN,"default")来获得代码。这样就解决了绝大多数函数代码查看的工作了。

在第二种情况种,我们说了一般可以通过FUN.default获得想要的结果。但是只有称为generic的函数才有这种“特权”。而lm等则没有,不过我们也可以尝试使用methods(lm)来看看结果如何,发现:

[1] lm.fit lm.fit.null lm.influence lm.wfit lm.wfit.null

Warning message:

function 'lm' appears not to be generic in: methods(lm)

出现了警告信息,表示说lm不是泛型函数,但是还是给出了结果lm.fit等,大致上可以看成是和lm相关的系列函数吧。这样子就出现了有趣的局面,比如说既有plot.ts,也有ts.plot。

依照第三种情况,我们发现竟然有的函数用星号标识了的,比如plot.stl*等,当我们输入plot.stl,甚至是plot.stl*的时候都会给出 要么找不到这个对象,要么干脆是代码错误的信息。原来凡是用了*标识的函数,都是隐藏起来的函数,估计是怕被人看见(其实这是玩笑话)!我们要看这些函数 的代码,我们该怎么办呢?其实也很容易,使用功能强大的getAnywhere(FUN),看看这个函数的名称,就可以猜想到它的功能估计是很强大的, Anywhere的内容都可以找到!getAnywhere(plot.stl)的结果如下:

A single object matching 'plot.stl' was found

It was found in the following places

registered S3 method for plot from namespace stats

namespace:stats

with value

function (x, labels = colnames(X), set.pars = list(mar = c(0,

6, 0, 6), oma = c(6, 0, 4, 0), tck = -0.01, mfrow = c(nplot,

1)), main = NULL, range.bars = TRUE, ..., col.range = "light gray")

{

sers <- x$time.series

ncomp <- ncol(sers)

data <- drop(sers %*% rep(1, ncomp))

X <- cbind(data, sers)

colnames(X) <- c("data", colnames(sers))

nplot <- ncomp + 1

if (range.bars)

mx <- min(apply(rx <- apply(X, 2, range), 2, diff))

if (length(set.pars)) {

oldpar <- do.call("par", as.list(names(set.pars)))

on.exit(par(oldpar))

do.call("par", set.pars)

}

for (i in 1:nplot) {

plot(X[, i], type = if (i <nplot)

"l"

else "h", xlab = "", ylab = "", axes = FALSE, ...)

if (range.bars) {

dx <- 1/64 * diff(ux <- par("usr")[1:2])

y <- mean(rx[, i])

rect(ux[2] - dx, y + mx/2, ux[2] - 0.4 * dx, y -

mx/2, col = col.range, xpd = TRUE)

}

if (i == 1 &&!is.null(main))

title(main, line = 2, outer = par("oma")[3] >0)

if (i == nplot)

abline(h = 0)

box()

right <- i%%2 == 0

axis(2, labels = !right)

axis(4, labels = right)

axis(1, labels = i == nplot)

mtext(labels[i], side = 2, 3)

}

mtext("time", side = 1, line = 3)

invisible()

}

<environment: namespace:stats>

注意到前面有一段解释型的语言,描述了我们要找的这个函数放在了什么地方等等。其实对任意我们可以在R中使用的函数,都可以先试一试getAnywhere,看看都有些什么内容。算是一个比较“霸道”的函数。

在上面plot.xy函数中,我们还可以看到.Internal这个函数,类似的也许还可以看到.Primitive、.External、.Call等函数这就和R系统内部工作方式和与外部接口的定义有关了,如果对这些函数有兴趣的话,就要学习组成R系统的源代码了。

最后,如果真的想阅读组成R系统本身的源代码,在各个CRAN中均有下载。你可以得到组成R系统所需要的材料。其中很多C语言(还有就是F)的源代码,均 是精心挑选过的算法,哪怕就是想学从头到尾编写具体的算法,也是学习的好材料。同时,你可以看到R系统内部是如何构成的,理解了这些对于高效使用R有至关 重要的作用。这个范畴的材料就要着重看一看R-Lang和R-inits了。

至此,R中阅读代码的内容就依照我的理解介绍了一下。随后将有一些R代码示例的分析注解、语言本身、R应用的和行业使用的材料翻译和具体例子说明。欢迎大家多多和我交流,一起进步。

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 sequence:等差序列 rep:重复

length:求长度 subset:求子集 seq,from:to, 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,typeof:对象存储模式与类型 names:对象的名字属性

character: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,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

+, -, *, /, ^, %%, %/%:四则运算 ceiling,floor,round,signif,trunc,zapsmall:舍入 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 row/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,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,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:列出数据集分析

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