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【R语言】从不同数据结构中取子集(一)

【R语言】从不同数据结构中取子集(一)

作者: 巩翔宇Ibrahimovic | 来源:发表于2022-04-24 20:42 被阅读0次

写在前面
在面对众多数据时,如果你想取出感兴趣的部分,通常会面临取子集的问题。下面我将介绍如何从向量中取子集。

  • 有6种方式可以提取元素
  • 三个取子集地符号,[],[[]],$
  • 不同的向量类型有不同的取子集方式

1.一维向量取子集

以一维向量为例,介绍6种取子集的方式。
示例数据:

x <- c(2.1, 4.2, 3.3, 5.4)

1.1 正向选择

根据位置来选择。

x[c(3, 1)]
#> [1] 3.3 2.1
x[order(x)]
#> [1] 2.1 3.3 4.2 5.4

# Duplicate indices will duplicate values
x[c(1, 1)]
#> [1] 2.1 2.1

# Real numbers are silently truncated to integers只会舍去,不会做近似值
x[c(2.1, 2.9)]
#> [1] 4.2 4.2

1.2 反向选择

一句话总结就是:排除掉不想要的,剩下的就是想要的。

x[-c(3, 1)]
#> [1] 4.2 5.4

当然,正向选择和负向选择不能同时使用,否则就会报错。

x[c(-1, 2)]
#> Error in x[c(-1, 2)]: only 0's may be mixed with negative subscripts

1.3 通过逻辑向量来选择

在选择之前会进行判断,如果判断为TRUE,则进行选择,否则不被选择。

x[c(TRUE, TRUE, FALSE, FALSE)]
#> [1] 2.1 4.2
x[x > 3]
#> [1] 4.2 3.3 5.4

如果选择的逻辑向量不够长怎么办,放心,开发者早就预料到这个问题,会以最小的向量作为整体,循环匹配到最长的向量为止。

x[c(TRUE, FALSE)]
#> [1] 2.1 3.3
# Equivalent to
x[c(TRUE, FALSE, TRUE, FALSE)]
#> [1] 2.1 3.3

1.4 空集提取

空集返回所有的元素。

x[]
#> [1] 2.1 4.2 3.3 5.4

1.5 零元素提取

返回数字0.

x[0]
#> numeric(0)

1.6 字符提取

顾名思义,如果你提取的元素刚好被赋值了“名字”,你就可以根据它的“名字”来提取,相当于老师上课时的点名字考勤。

(y <- setNames(x, letters[1:4]))
#>   a   b   c   d 
#> 2.1 4.2 3.3 5.4
y[c("d", "c", "a")]
#>   d   c   a 
#> 5.4 3.3 2.1

# Like integer indices, you can repeat indices
y[c("a", "a", "a")]
#>   a   a   a 
#> 2.1 2.1 2.1

# When subsetting with [, names are always matched exactly
z <- c(abc = 1, def = 2)
z[c("a", "d")]
#> <NA> <NA> 
#>   NA   NA

2.矩阵和数组

从矩阵和数组中提取元素有三种方式。

  • 使用多个向量
  • 使用单一向量
  • 使用矩阵
    使用向量提取时,c(,)遵循左行右列法则。如果不加逗号,默认指的是列。
a <- matrix(1:9, nrow = 3)
colnames(a) <- c("A", "B", "C")
a[1:2, ]
#>      A B C
#> [1,] 1 4 7
#> [2,] 2 5 8
a[c(TRUE, FALSE, TRUE), c("B", "A")]
#>      B A
#> [1,] 4 1
#> [2,] 6 3
a[0, -2] #提取列名
#>      A C
a[1, ]
#> A B C 
#> 1 4 7
a[1, 1]
#> A 
#> 1

数组在R中主要是以列的方式存储数据。

vals <- outer(1:5, 1:5, FUN = "paste", sep = ",")
vals
#>      [,1]  [,2]  [,3]  [,4]  [,5] 
#> [1,] "1,1" "1,2" "1,3" "1,4" "1,5"
#> [2,] "2,1" "2,2" "2,3" "2,4" "2,5"
#> [3,] "3,1" "3,2" "3,3" "3,4" "3,5"
#> [4,] "4,1" "4,2" "4,3" "4,4" "4,5"
#> [5,] "5,1" "5,2" "5,3" "5,4" "5,5"

vals[c(4, 15)]  #提取第4个和第15个元素。
#> [1] "4,1" "5,3"

使用矩阵来提取数组元素。

select <- matrix(ncol = 2, byrow = TRUE, c(
  1, 1,
  3, 1,
  2, 4
))
vals[select]
#> [1] "1,1" "3,1" "2,4"

3.数据框和tibbles

数据框在生物信息学中是最常见的格式。
示例数据:

df <- data.frame(x = 1:3, y = 3:1, z = letters[1:3])

按条件和位置提取。

df[df$x == 2, ]
#>   x y z
#> 2 2 2 b
df[c(1, 3), ]
#>   x y z
#> 1 1 3 a
#> 3 3 1 c

根据名字来提取。

df[c("x", "z")]
#>   x z
#> 1 1 a
#> 2 2 b
#> 3 3 c
#与上一个相同
df[, c("x", "z")]
#>   x z
#> 1 1 a
#> 2 2 b
#> 3 3 c

对于tibble来说,使用[]通常会返回tibble
示例数据:

df <- tibble::tibble(x = 1:3, y = 3:1, z = letters[1:3])

提取。

str(df["x"])
#> tibble [3 × 1] (S3: tbl_df/tbl/data.frame)
#>  $ x: int [1:3] 1 2 3
str(df[, "x"])
#> tibble [3 × 1] (S3: tbl_df/tbl/data.frame)
#>  $ x: int [1:3] 1 2 3

4.列表

从向量中提取元素,简单、易懂。可惜我们碰到的大多数情况不是向量,其中列表就是常见的格式之一。
[]提取列表通常返回列表;[[]]$提取列表则返回元素。

5.保持维度

在提取元素时,维度默认是简化的,如果你想看全貌,就得设置drop = FALSE

  • 对于矩阵和数组来说,任何长度为1的维度将被丢弃。
a <- matrix(1:4, nrow = 2)
str(a[1, ])
#>  int [1:2] 1 3

str(a[1, , drop = FALSE])
#>  int [1, 1:2] 1 3

有单一列的数据框将返回列的内容。

df <- data.frame(a = 1:2, b = 1:2)
str(df[, "a"])
#>  int [1:2] 1 2

str(df[, "a", drop = FALSE])
#> 'data.frame':    2 obs. of  1 variable:
#>  $ a: int  1 2

参考链接:
https://adv-r.hadley.nz/subsetting.html#subset-single

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