R 学习笔记(1) -- 向量

向量是 R 最基本的变量

R 中变量的类型称为模式。

R 中最基本的变量类型是向量,一维的向量,没有标量,任何一个看似标量的变量其实都是长度为 1 的向量。

R 中同一向量中元素类型必须相同,例如整型,浮点型,字符型,布尔型。

R 中向量是连续存储的,因此不能插入或者删除,如果要实现插入或删除必须为向量重新赋值。

R 中向量进行运算时,会自动进行循环补齐,短向量循环补齐到长向量的长度再进行运算。

R 中的矩阵实际是一个长向量。


> x <- c(1,2,3)

> x

[1] 1 2 3

> x + 1

[1] 2 3 4

> # 实际运行的是 (1,2,3) + (1,1,1)

许多 R 的内置函数在对变量进行运算时,也是向量化运算,即对向量的每一个元素进行函数运算。


seq 函数

比 : 更常用的是 seq(from, to, by) 函数 (sequence),来生成等差序列:


> seq(1,10)

[1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

> seq(from=1,to=10,by=2)

[1] 1 3 5 7 9

> seq(1,10,3)

[1] 1 4 7 10


rep 函数

rep (指repeat) 函数形式,rep(x,times) 创建重复 times*length(x) 个元素的向量,把 x 重复 times 次。


> rep(8,4)

[1] 8 8 8 8

> rep(c(1,2,3),3)

[1] 1 2 3 1 2 3 1 2 3

> rep(1:3,3)

[1] 1 2 3 1 2 3 1 2 3

> # rep 函数还有一个 each 参数,与 times 不同,each 指定 x 交叉重复的次数

> rep(c(1,2,3),each=2)

[1] 1 1 2 2 3 3

> rep(c(1,2,3),each=3)

[1] 1 1 1 2 2 2 3 3 3


NULL

NULL 是 R 的一种特殊对象,没有模式,没有长度,为空。对向量某个元素赋值为 NULL 可以删除该元素。


筛选

筛选是 R 中最常用的运算之一。


> z <- c(5,2,-3,8)

> w <- z[z*z > 8]

> w

[1] 5 -3 8

> z

[1] 5 2 -3 8

> z*z

[1] 25 4 9 64

> # 实际运算是(25,4,9,64) > (8,8,8,8),结果也是一个四元向量,值为布尔型

> z*z > 8

[1] TRUE FALSE TRUE TRUE

> z[c(TRUE,FALSE,TRUE,TRUE)]

[1] 5 -3 8


ifelse()

向量化的 ifelse() 函数, ifelse(b,u,v), b 是布尔型向量,u,v 都是向量。


> x <- c(5,2,9,12)

> ifelse(x > 6, 2*x, 3*x)

[1] 15 6 18 24

> # 效果相当于 ifelse(c(FALSE,FALSE,TRUE,TRUE),c(10,4,18,24),c(15,6,27,36)),但实际 R 使用“惰性求值”,只有在需要时表达式才会计算,否则不计算。

相对于标准的 if-then-else 结构,ifelse() 是向量化语句,因此有可能快很多。


测试向量相等

不能直接用 ==,因为 == 是一个向量化运算,可以结合 all() 函数。


> x <- 1:3

> y <- c(1,3,4)

> x == y

[1] TRUE FALSE FALSE

> all(x==y)

[1] FALSE

可以简单地使用 identical() 函数。


> identical(x,y)

[1] FALSE

identical() 是判断两个向量是否完全相同,包括类型是否相同。使用 identical() 要小心,看如下例子:


> x <- 1:3

> y <- c(1,2,3)

> identical(x,y)

[1] FALSE

> # 符号 : 产生的是整数,而 c() 产生的是浮点数

> typeof(x)

[1] "integer"

> typeof(y)

[1] "double"

连接函数 c()

如果传递到 c() 中的数据具有不同类型,则它们将被降级为同一类型,该类型最大限度地保留它们的共同特性。


> c(5,2,'abc')

[1] "5" "2" "abc"

> c(5,2,list(a=1,b=4))

[[1]]

[1] 5

[[2]]

[1] 2

$a

[1] 1

$b

[1] 4

与 Python 不同,c() 函数对向量有扁平化的效果。


> c(5,2,c(1.5,6))

[1] 5.0 2.0 1.5 6.0


奇怪的东西

在谢益辉主笔的《R语言忍者秘笈》中看到几个例子,由于计算机存储数据精度的问题,有些运算会出现莫名其妙的结果:

> x <- seq(0,1,0.1)
> x
 [1] 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
> y <- c(0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1)
> y
 [1] 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
> x == y
 [1]  TRUE  TRUE  TRUE FALSE  TRUE  TRUE FALSE FALSE  TRUE  TRUE  TRUE
> 0.3 - 0.7 + 0.4 == 0
[1] FALSE
> sqrt(2)^2 == 2
[1] FALSE

具有新想法的人在其想法实现之前是个怪人。

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