R语言笔记1：数据类型（向量、数组、矩阵、 列表和数据框）

2020-06-16 00:00:00 创建 语言 对象 向量 矩阵

作者：圈圈
来源公众号：宏基因组


学习R语言，需要先安装R语言，只需要从 r-project.org/ 下载适合你系统的新版本软件安装即可。R语言有个的环境叫Rstudio，具体安装可参考 《R语言学习 - 入门环境Rstudio》一文。


R语言中的数据类型（Data *）
R语言的对象（Objects）主要包括向量、矩阵、数组、数据框和列表。


R语言的对象有五种基本的类型，即，字符型（character）、数值型（numeric，包括小数）、整型（integer）、复数型（complex）以及逻辑型（logical，TRUE/FALSE）
属性是R语言对象的一部分。主要包括以下几种：名字（names，dimnames），维度（dimensions，包括矩阵等），类别（class，包括数字、整数等），长度（length），以及其他。可通过 attributes()函数查看对象的属性，不是所有对象都有属性，如果没有则返回NULL。

1. 向量
向量（vector）是R语言中基本的数据类型，执行组合功能的函数 c()可用来创建向量。
各类向量如下例所示：

  1. a <- c (1, 2, 7, -4, 5) ## numeric
  2. b <- c ("Rice", "Wheat") ## character
  3. c <- c (TRUE, TRUE, FALSE, TRUE) ## logical
  4. d <- c (1+0i, 2+4i) ## complex
  5. e <- c (9:17) ## integer


注意：单个向量中的数据必须拥有相同的类型（数值型、字符型或逻辑型）。
创建空向量可以使用 vector()函数。例如创建一个指定长度为10、类型为数值型的空向量：

  1. > x <- vector("numeric", length = 10)
  2. > x
  3. [1] 0


另外，标量是只含一个元素的向量，它们用于保存常量。例如

  1. f <- 3
  2. g <- "US"
  3. h <- TRUE


2. 矩阵
矩阵（matrice）是具有维度属性的向量，矩阵都是二维的，和向量类似，矩阵中也仅能包含一种数据类型。
主要有三种创建矩阵的方法：
（1）直接创建
例：数字1-20自动创建为一个5行4列的矩阵，自动填充列之后开始填充第二列

  1. y <- matrix(1:20, nrow = 5, ncol = 4)
  2. > y
  3. [,1] [,2] [,3] [,4]
  4. [1,] 1 6 11 16
  5. [2,] 2 7 12 17
  6. [3,] 3 8 13 18
  7. [4,] 4 9 14 19
  8. [5,] 5 10 15 20
  9. > dim(y)
  10. [1] 5 4 ##dim()看维度，5行4列


（2）矢量+维度向量
添加维度向量 dim()是将矢量转变为矩阵的方法

  1. > m <- c(1:10)
  2. > m
  3. [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
  4. > dim(m) <- c(2,5) ##2行5列
  5. > m
  6. [,1] [,2] [,3] [,4] [,5]
  7. [1,] 1 3 5 7 9
  8. [2,] 2 4 6 8 10


（3）绑定行或列来创建矩阵
绑定行或绑定列可以通过 cbind()和 rbind()来实现

  1. > x <- 1:3
  2. > y <- 10:12
  3. > cbind (x, y)
  4. x y
  5. [1,] 1 10
  6. [2,] 2 11
  7. [3,] 3 12
  8. > rbind (x, y)
  9. [,1] [,2] [,3]
  10. x 1 2 3
  11. y 10 11 12


3. 数组
数组（array）与矩阵类似，但是维度可以大于2。数组可通过array函数创建。
4. 列表
列表（list）是一种可包含多种不同类型对象的向量，是一些对象（或成分，component）的有序集合。

  1. > x <- list(1, "a", TRUE, 1 + 4i)
  2. > x
  3. [[1]]
  4. [1] 1
  5. [[2]]
  6. [1] "a"
  7. [[3]]
  8. [1] TRUE
  9. [[4]]
  10. [1] 1+4i


5.数据框
数据框（Data Frames）是一种特殊的列表，其中所用元素长度都相等，列表中的每个元素都可以看作一列，每个元素的长度可以看作行数。
创建显式数据框的方法是 data.frame()

  1. > ID <- c(1,2,3,4)
  2. > age <- c(25,26,55,43)
  3. > diabetes <- c("Type1","Type2","Type3","Type1")
  4. > status <- c("Poor", "Improved", "Excellent","Poor")
  5. > data <- data.frame(ID, age, diabetes, status)
  6. > data
  7. ID age diabetes status
  8. 1 1 25 Type1 Poor
  9. 2 2 26 Type2 Improved
  10. 3 3 55 Type3 Excellent
  11. 4 4 43 Type1 Poor


参考资料：

  1. bookdown.org/rdpeng/rpr Programming for Data Science
  2. 《R语言实战》 Robert I. Kabacoff

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