第2章 创建数据集

2.1 数据集的概念

数据集：由数据构成的一个矩形数组，行表示观测，列表示变量。

2.2 数据结构

R拥有许多用于存储数据的对象类型，包括标量、向量、矩阵、数组、数据框和列表。

2.2.1 向量

向量(Vector)是用于存储数值型、字符型或逻辑型数据的一维数组。

向量类型：数值型(numeric)、字符型(character)、逻辑型(logical)、整数型(integer)、复数型(complex)。

单个向量中的数据必须拥有相同的类型或模式。

单个数值是标量(scalar)，标量实际上是长度为1的向量。

1.构建向量

函数：c(….)

….：被连接的对象。

a <- c(1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0) # 数值型。可以有小数点。
a # 返回结果。

## [1] 1 2 3 4 5 6 7 8

a1 <- c("one", "two", "three", "four", "five", "six", "seven", "eight") # 字符型。
a1 # 返回结果。

## [1] "one"   "two"   "three" "four"  "five"  "six"   "seven" "eight"

a2 <- c(TRUE, FALSE, TRUE, FALSE, TRUE, FALSE, TRUE, FALSE) # 逻辑型。
a2 # 返回结果。

## [1]  TRUE FALSE  TRUE FALSE  TRUE FALSE  TRUE FALSE

a3 <- c(1:20) # 整数型。
a3 # 返回结果。

##  [1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

a4 <- c(1+1i, 2+3i, 3+5i) # 复数型。
a4 # 返回结果。

## [1] 1+1i 2+3i 3+5i

2.向量的命名

函数：names(x)

x：要操作的对象。

names(a) <- c("one", "two", "three", "four", "five", "six", "seven", "eight") # 给向量a的每个元素命名。
a # 显示结果

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     1     2     3     4     5     6     7     8

3.向量类型查看和转换

mode(a) # 查看向量a的数据类型。

## [1] "numeric"

class(a1) # 查看向量a1的数据类型。

## [1] "character"

length(a) # 查看向量a的元素个数。

## [1] 8

print(a) # 查看a。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     1     2     3     4     5     6     7     8

is.numeric(a) # 判断a是否是数值型。

## [1] TRUE

is.character(a) # 判断a是否是特征型。

## [1] FALSE

is.logical(a) # 判断a是否是逻辑型。

## [1] FALSE

is.vector(a) # 判断a是否是向量。

## [1] TRUE

is.matrix(a) # 判断a是否是矩阵。

## [1] FALSE

is.data.frame(a) # 判断a是否是数据框。

## [1] FALSE

is.factor(a) # 判断a是否是因子。

## [1] FALSE

4.向量的索引

R会对向量各元素从1开始标注下标。索引时就是按下标进行的。

a[6] # 访问向量a中第6个元素。

## six 
##   6

a[c(3,6)] # 访问向量a中第3和第6个元素。

## three   six 
##     3     6

a["seven"] # 返回向量a中名为seven的元素。

## seven 
##     7

a[a < 5] # 返回向量a小于5的数值。

##   one   two three  four 
##     1     2     3     4

a[a < 3 | a > 6] # 返回a小于3且大于6的数值。

##   one   two seven eight 
##     1     2     7     8

a[a > 3 & a < 6] # 返回3到6的数值。

## four five 
##    4    5

5.向量的排序

sort(a) # 升序排列向量a元素。数值型按照数值从小到大排序。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     1     2     3     4     5     6     7     8

sort(a1) # 向量b排序。字符型按照首字母顺序排序。

## [1] "eight" "five"  "four"  "one"   "seven" "six"   "three" "two"

sort(a, decreasing = TRUE) # decreasing默认为FALSE，升序。

## eight seven   six  five  four three   two   one 
##     8     7     6     5     4     3     2     1

rev(sort(a)) # 使用rev()函数实现向量a元素降序排列。

## eight seven   six  five  four three   two   one 
##     8     7     6     5     4     3     2     1

order(a1) # 返回排序用的下标。a1是字母顺序排序。

## [1] 8 5 4 1 7 6 3 2

6.向量的运算

a+3 # 向量a各元素加3。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     4     5     6     7     8     9    10    11

a-2 # 向量a各元素减2。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##    -1     0     1     2     3     4     5     6

a*3 # 向量a各元素乘以3。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     3     6     9    12    15    18    21    24

a**3 # 向量a各元素3连乘。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     1     8    27    64   125   216   343   512

a%%3 # 向量a各元素除3求余数。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     1     2     0     1     2     0     1     2

a%/%3 # 向量a各元素整除3。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     0     0     1     1     1     2     2     2

a^2 # 向量a各元素平方。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     1     4     9    16    25    36    49    64

a+a # 加。长度相同的向量可以进行加减乘除等运算。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     2     4     6     8    10    12    14    16

a-a # 减。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     0     0     0     0     0     0     0     0

a*a # 乘。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     1     4     9    16    25    36    49    64

a/a # 除。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     1     1     1     1     1     1     1     1

a5 <- c(1,2) # 构建新的向量a5。
a+a5 # 长度不等的向量进行运算，将循环使用较短的向量进行运算。

##   one   two three  four  five   six seven eight 
##     2     4     4     6     6     8     8    10

append(a, 9, after = 8) # 在向量a元素中的8后面添加元素9。

##   one   two three  four  five   six seven eight       
##     1     2     3     4     5     6     7     8     9

a6 <- c(a, 10) # 在向量a的基础上增加元素10形成新的向量a6。
a6 # a6结果显示。

##   one   two three  four  five   six seven eight       
##     1     2     3     4     5     6     7     8    10

a7 <- c(a, a) # 将a1和a两个向量合并形成新的向量a7。
a7 # a7结果显示。

##   one   two three  four  five   six seven eight   one   two three  four  five 
##     1     2     3     4     5     6     7     8     1     2     3     4     5 
##   six seven eight 
##     6     7     8

a1 %in% a7 # 判断向量a1的元素是否包含在a7中。

## [1] FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE

mean(a) # 求向量a的平均值。

## [1] 4.5

median(a) # 向量a的中位数。

## [1] 4.5

sum(a) # 求向量a的总和。

## [1] 36

sd(a) # 求向量a的标准差。

## [1] 2.44949

max(a) # 求向量a的最大值。

## [1] 8

min(a) # 求向量a的最小值。

## [1] 1

length(a) # 求向量a的数据长度。

## [1] 8

range(a) # 求向量a的数据范围。

## [1] 1 8

quantile(a) # 向量a的分位数。

##   0%  25%  50%  75% 100% 
## 1.00 2.75 4.50 6.25 8.00

var(a) # 求向量a的方差。

## [1] 6

prod(a) # 向量a元素连乘。

## [1] 40320

sqrt(a) # 向量a元素开方。

##      one      two    three     four     five      six    seven    eight 
## 1.000000 1.414214 1.732051 2.000000 2.236068 2.449490 2.645751 2.828427

a[-2] # 删除向量a中第2个元素。

##   one three  four  five   six seven eight 
##     1     3     4     5     6     7     8

参考资料：

1. R语言笔记1：R语言对象的数据类型（向量、数组、矩阵、列表和数据框），https://blog.csdn.net/qy_microbiota/article/details/79377790
2. R语言基础–数据类型之向量，https://www.jianshu.com/p/7b47a6bbb7a9
3. 易百教程，R语言向量，https://www.yiibai.com/r/r_vectors.html
4. R语言基础-向量运算及R的数据结构（一），https://www.cnblogs.com/nnadd/p/12492276.html