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997
998
999
1000
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<html lang="" xml:lang="">
<head>
<title>Lecture 5</title>
<meta charset="utf-8" />
<meta name="author" content="Hu Chuan-Peng (PhD)" />
<meta name="date" content="2024-03-27" />
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<link href="libs/remark-css-0.0.1/default.css" rel="stylesheet" />
<link rel="stylesheet" href="css/zh-CN.css" type="text/css" />
<link rel="stylesheet" href="css/Custumed_Style.css" type="text/css" />
</head>
<body>
<textarea id="source">
class: center, middle, inverse, title-slide
.title[
# Lecture 5
]
.subtitle[
## Objects & Function
]
.author[
### Hu Chuan-Peng (PhD)
]
.institute[
### Nanjing Normal University
]
.date[
### 2024-03-27
]
---
class: center, middle
<span style="font-size: 60px;">第五讲</span> <br>
<span style="font-size: 60px;">R语言中的对象2: 函数</span> <br>
<br>
<span style="font-size: 30px;">胡传鹏</span> <br>
<span style="font-size: 30px;">2024-04-19</span> <br>
---
<br>
<br>
# <h1 lang="zh-CN">回顾</h1>
# <h2 lang="zh-CN">&emsp;5.1 数据导入</h2>
# <h2 lang="zh-CN">&emsp;5.2 赋值</h2>
# <h2 lang="zh-CN">&emsp;5.3 数据类型</h2>
# <h2 lang="zh-CN">&emsp;5.4 数据结构</h2>
<br>
<br>
# <h1 lang="zh-CN">本节课内容</h1>
# <h2 lang="zh-CN">&emsp;5.5 对数据的操纵</h2>
# <h2 lang="zh-CN">&emsp;5.6 数据类型的判断与转换</h2>
# <h2 lang="zh-CN">&emsp;5.7 函数</h2>
---
# <h1 lang="zh-CN">5.1 数据导入</h1>
# <font size = 5.5> 问卷数据:Human Penguin Project </font>
- # <font size = 5.5> 绝对路径:对文件或目录位置的完整描述,从根目录开始 </font>
```r
paste(getwd(),"/data/penguin/penguin_rawdata.csv",sep = "")
```
```
## [1] "D:/Study/NNU/YAN2/2/R4Psy1/data/penguin/penguin_rawdata.csv"
```
- # <font size = 5.5> 相对路径:对文件或目录位置的部分描述,从当前工作目录开始。 </font>
"data/penguin/penguin_rawdata.csv"
- # <font size = 5.5> 工作目录 </font>
```r
getwd()#获取工作目录
```
```
## [1] "D:/Study/NNU/YAN2/2/R4Psy1"
```
--
- # <font size = 5.5>绝对路径=工作目录+相对路径</font>
- # <font size = 5.5>推荐使用相对路径</font>
---
```r
#下载、导入所需R包
if (!requireNamespace('pacman', quietly = TRUE)) {
install.packages('pacman')
}
pacman::p_load(bruceR,tidyverse)
```
```r
#读取数据
penguin_data = bruceR::import(here::here('data', 'penguin', 'penguin_rawdata.csv'))#当前工作目录为R4Psy,依次打开'data''penguin'文件夹获取'penguin_rawdata.csv'数据
```
--
<br><img src="./picture/chp5/env.png" width="100%" style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;">
---
# <h1 lang="zh-CN">5.2 赋值与变量</h1>
在R中,我们可以使用赋值操作符“<-”或“=”给对象赋值。<br>
比如:
```r
object <- 10
object
```
```
## [1] 10
```
我们给对象“object”赋值为10。<br>
赋值后可以对“object”进行操作,比如:<br>
```r
object + 2
```
```
## [1] 12
```
但注意此时的“object”本身并未发生改变。
```r
object
```
```
## [1] 10
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.2 赋值与变量</h1>
![error1](picture/chp5/error1.png)
<font size=5> 为什么会报错?<br>
<br>
--
<font size=5> R中变量名是区分大小写的<br>
--
<br>
![error2](picture/chp5/error2.png)
<br>
<br>
<font size=5> 变量名可以由字母、数字、_和.组成。并且变量名的第一个字符不能为数字或者特殊符号,比如 +, -, *, /, ^, !, @, &。</font> <br>
<br>
---
# <h1 lang="zh-CN">5.2 赋值与变量</h1>
<font size="5">
<br>
<br>
tips:<br>
<br>
&emsp;&emsp;变量名可以使用中文,但不推荐,可能出现这样的乱码:<br>
&emsp;&emsp;鍙︿竴涓▼搴忔鍦ㄤ娇鐢ㄦ鏂囦欢锛岃繘绋嬫棤娉曡闂��。<br>
<br>
&emsp;&emsp;命名对象最好有不错的可读性,比如“age”就要比“x”更易读。
</font>
---
# <h1 lang="zh-CN">5.3 基本数据类型</h1>
<font size=5>
- numeric(数值型),又分为 integer(整数型)和 double(浮点型)</h3>
- logical(逻辑型),只有 TRUE 和 FALSE,或 T 和 F</h3>
- character(字符型),引号括起来的若干字符</h3>
- complex(复数类型),复数</h3>
- raw(原始型),用于存储原始字节数据</h3>
```r
object <- 10
class(object)#查看数据类型
```
```
## [1] "numeric"
```
```r
a <- 3.14
class(a)
```
```
## [1] "numeric"
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.3 基本数据类型</h1>
```r
b <- T
class(b)
```
```
## [1] "logical"
```
```r
c <- 'R4Psy'
class(c)
```
```
## [1] "character"
```
```r
d <- 3+4i
class(d)
```
```
## [1] "complex"
```
```r
e <- charToRaw('hello')
class(e)
```
```
## [1] "raw"
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.4 数据结构</h1>
数据结构是为了便于存储相同或不同类型的数据而设计的数据容器。<br>
常用数据结构<br>
&emsp;存放同类型数据:向量(Vector),矩阵(Matrix),多维数组(Array)<br>
&emsp;存放不同类型数据:列表(List)、数据框(Data Frame)<br>
&emsp;因子(Factor)<br>
![data structure](https://devopedia.org/images/article/46/9213.1526125966.png)
---
# <h1 lang="zh-CN">5.4 数据结构</h1>
```r
#创建向量
v1 <- c(1,2,3,4,5)#数值型向量
v1
```
```
## [1] 1 2 3 4 5
```
```r
v2 <- c('apple','pear','banana','strawberry','lemon')#字符型向量
v2
```
```
## [1] "apple" "pear" "banana" "strawberry" "lemon"
```
```r
v3 <- c(T,F,F,T,T)#逻辑型向量
v3
```
```
## [1] TRUE FALSE FALSE TRUE TRUE
```
```r
v4 <- c(1:3)#数值型向量
v4
```
```
## [1] 1 2 3
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.4 数据结构</h1>
```r
#创建数据框(每个成分都是一个向量)
d1 <- data.frame(v1,v2,v3)
d1
```
```
## v1 v2 v3
## 1 1 apple TRUE
## 2 2 pear FALSE
## 3 3 banana FALSE
## 4 4 strawberry TRUE
## 5 5 lemon TRUE
```
--
![error3](picture/chp5/error3.png)
--
<font size = 5>
数据框每一列的元素数目要相同 <br>
---
# <h1 lang="zh-CN">5.4 数据结构</h1>
```r
#创建矩阵
m1 <- matrix(c(1:9),nrow=3)
m1
```
```
## [,1] [,2] [,3]
## [1,] 1 4 7
## [2,] 2 5 8
## [3,] 3 6 9
```
```r
#创建三维数组
a1 <- array(1:24,dim=c(3,4,2))
a1
```
```
## , , 1
##
## [,1] [,2] [,3] [,4]
## [1,] 1 4 7 10
## [2,] 2 5 8 11
## [3,] 3 6 9 12
##
## , , 2
##
## [,1] [,2] [,3] [,4]
## [1,] 13 16 19 22
## [2,] 14 17 20 23
## [3,] 15 18 21 24
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.4 数据结构</h1>
</br>
## 创建空的dataframe,但有列名。
```r
df <- data.frame(matrix(ncol = 3, nrow = 0))
x <- c("name", "age", "gender")
colnames(df) <- x
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.4 数据结构</h1>
```r
#创建列表
l1 <- list(1,c('a','b'),c(T,F))
l1
```
```
## [[1]]
## [1] 1
##
## [[2]]
## [1] "a" "b"
##
## [[3]]
## [1] TRUE FALSE
```
```r
l2 <- list(d1,m1)
l2
```
```
## [[1]]
## v1 v2 v3
## 1 1 apple TRUE
## 2 2 pear FALSE
## 3 3 banana FALSE
## 4 4 strawberry TRUE
## 5 5 lemon TRUE
##
## [[2]]
## [,1] [,2] [,3]
## [1,] 1 4 7
## [2,] 2 5 8
## [3,] 3 6 9
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.4 数据结构</h1>
数据可分为:定量数据(数值型)、定性数据(分类型);定性数据又可分为名义型(无好坏顺序之分,如性别)、有序型(有好坏顺序之分,如疗效)。<br>
<br>
R 提供了因子这一数据结构(容器),专门用来存放名义型和有序型的分类变量。<br>
<br>
直接用字符向量也可以表示分类变量,但它只有字母顺序,不能规定想要的顺序,也不能表达有序分类变量。<br>
--
```r
x <- c('good','better','best','bad','worse','worst')
sort(x)#排序
```
```
## [1] "bad" "best" "better" "good" "worse" "worst"
```
只会按照字母顺序排序
-
```r
x1 <- factor(x,levels = c('best','better','good','bad','worse','worst'))
sort(x1)#排序
```
```
## [1] best better good bad worse worst
## Levels: best better good bad worse worst
```
转化为因子之后可按照设置的方式排序
---
# <h1 lang="zh-CN">5.4 数据结构</h1>
## 索引<br>
--
<font size = 5>
- 数字索引</font>
```r
# 选取前 2 行以及前 3 列数据
penguin_data[1:2,1:3]
```
```
## Site age sex
## 1 Tsinghua 1922 2
## 2 Oxford 1940 1
```
```r
# 也可以使用减号
penguin_data[1:2,-c(4:ncol(penguin_data))]
```
```
## Site age sex
## 1 Tsinghua 1922 2
## 2 Oxford 1940 1
```
<font size = 5>
- 名称索引</font>
```r
# 同样选取前 2 行以及前 4 列数据
penguin_data[1:2,c('age','ALEX1','ALEX2')]
```
```
## age ALEX1 ALEX2
## 1 1922 2 2
## 2 1940 1 1
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.4 数据结构</h1>
## 小练习
<font size = 5>
尝试把以下表格中的内容创建为数据框,并把第一列改为因子
![dataframe](picture/chp5/dataframe.png)
```r
# gender <- c(***)
# gender1 <- ***
# score <- c(***)
# letter <- c(***)
# logic <- c(***)
# data <- ***(***)
#将“***”部分替换为适合的代码,并删去行首的“#”,即可运行
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
<br>
<br>
<font size = 5>
数学运算 <br>
&emsp;+ - * / ^(加、减、乘、除、求幂)等 <br>
<br>
比较运算 <br>
&emsp;>、<、>=、<=、==、!= <br>
&emsp;identical(x,y) —— 判断两个对象是否严格相等 <br>
<br>
逻辑运算 <br>
&emsp;| & ! (或、与、非)等 <br>
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 数学运算:+ - * / ^(加、减、乘、除、求幂)等
```r
3.14 + 2
```
```
## [1] 5.14
```
数值型可以进行数学运算
--
```r
TRUE * 3
```
```
## [1] 3
```
```r
F ^ 2
```
```
## [1] 0
```
逻辑型可以进行数学运算
--
```r
(3+1i)^2
```
```
## [1] 8+6i
```
复数型可以进行数学运算
--
![error5](picture/chp5/error5.png)
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 数学运算:+ - * / ^(加、减、乘、除、求幂)等
```r
c(1:5) ^ 2
```
```
## [1] 1 4 9 16 25
```
```r
c(1:5) * c(6:10)
```
```
## [1] 6 14 24 36 50
```
```r
c(T,F) / c(T,T)
```
```
## [1] 1 0
```
```r
c(8+6i,7+4i) + c(3+2i,4+4i)
```
```
## [1] 11+8i 11+8i
```
![error6](picture/chp5/error6.png)
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 比较运算:>、<、>=、<=、==、!=
![bijiao](./picture/chp5/bijiao.png)
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 比较运算:>、<、>=、<=、==、!=
```r
3 < 5
```
```
## [1] TRUE
```
```r
7.00 == 7
```
```
## [1] TRUE
```
```r
T == TRUE
```
```
## [1] TRUE
```
```r
T > F
```
```
## [1] TRUE
```
数值型和逻辑型可以进行比较运算
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 比较运算:>、<、>=、<=、==、!=
```r
(3+4i) != (3-4i)
```
```
## [1] TRUE
```
```r
(1+1i) == (1+3i)
```
```
## [1] FALSE
```
![errorCom](./picture/chp5/errorCom.png)
复数型仅可以进行“==、!=”的比较运算
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 比较运算:>、<、>=、<=、==、!=
```r
'a' == 'A'
```
```
## [1] FALSE
```
```r
'a' <= 'b'
```
```
## [1] TRUE
```
```r
'abc'>'a'
```
```
## [1] TRUE
```
字符型可以进行比较运算
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 比较运算:>、<、>=、<=、==、!=
```r
3 < c(1:5)
```
```
## [1] FALSE FALSE FALSE TRUE TRUE
```
```r
c(1:3) < c(4:6)
```
```
## [1] TRUE TRUE TRUE
```
```r
3 %in% c(1:5)
```
```
## [1] TRUE
```
```r
c(1:3) %in% c(3:5)
```
```
## [1] FALSE FALSE TRUE
```
```r
c(T,F,T) != c(F,T,T)
```
```
## [1] TRUE TRUE FALSE
```
数值型和逻辑型向量可以进行比较运算。
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 比较运算:>、<、>=、<=、==、!=
```r
'apple' %in% c('apple','pear','banana','strawberry','lemon')
```
```
## [1] TRUE
```
```r
c('apple', 'watermelon') %in% c('apple','pear','banana','strawberry','lemon')
```
```
## [1] TRUE FALSE
```
字符型向量可以进行比较运算
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 比较运算:>、<、>=、<=、==、!=
字符是否匹配的问题还可以具体为是否完全匹配、是否部分匹配<br>
```r
#完全匹配
'c' %in% c('abc','cd','c')
```
```
## [1] TRUE
```
```r
#部分匹配
base::grepl('c',c('abc','cd','c'))
```
```
## [1] TRUE TRUE TRUE
```
```r
#部分匹配之开头匹配
base::startsWith(c('abc','cd','c'),'c')
```
```
## [1] FALSE TRUE TRUE
```
```r
#部分匹配之结尾匹配
base::endsWith(c('abc','cd','c'),'c')
```
```
## [1] TRUE FALSE TRUE
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 比较运算:>、<、>=、<=、==、!=
<font size=5>
什么是通配符?<br>
--
&emsp;&emsp;通配符是一种特殊字符,它可以在匹配文件名或其他文本字符串时代替其他字符。<br>
<br>
--
R中常使用的通配符包括"*""?"和"[]"。<br>
--
&emsp;&emsp;*:代表任意数量的字符,例如*.csv将匹配所有以.csv结尾的文件。<br>
&emsp;&emsp;?:代表单个字符,例如file?.txt将匹配file1.txt,file2.txt等文件,但不会匹配file10.txt。<br>
&emsp;&emsp;[]:用于匹配指定的一组字符。例如,file[123].txt将匹配file1.txt,file2.txt和file3.txt。
</font>
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
![table](picture/chp5/table.png)
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 逻辑运算:| & ! (或、与、非)等
```r
!1
```
```
## [1] FALSE
```
```r
!0
```
```
## [1] TRUE
```
```r
1 & 0
```
```
## [1] FALSE
```
```r
11 | 0
```
```
## [1] TRUE
```
```r
T & F
```
```
## [1] FALSE
```
```r
!T
```
```
## [1] FALSE
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 逻辑运算:| & ! (或、与、非)等
```r
c(T,F,F) | T
```
```
## [1] TRUE TRUE TRUE
```
```r
c(T,F,F) | F
```
```
## [1] TRUE FALSE FALSE
```
```r
c(T,F,F) & c(T,T,F)
```
```
## [1] TRUE FALSE FALSE
```
```r
c(1,2) & c(0,1)
```
```
## [1] FALSE TRUE
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.5 对数据的操纵</h1>
## 小练习
<font size = 5>
创建一个向量,包含数字1到20的三次方<br>
(首先创建一个包含数字1到20的向量,然后进行数学运算)<br>
```r
#a <- ***
#a3 <- ***
#将“***”部分替换为适合的代码,并删去行首的“#”,即可运行
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.6 数据类型的判断与转换</h1>
## 数据类型的判断:is族函数
```r
is.numeric(1.0)#判断是否为数值型
```
```
## [1] TRUE
```
```r
is.numeric('a')
```
```
## [1] FALSE
```
```r
is.character(c('a','b'))#判断是否为字符型
```
```
## [1] TRUE
```
```r
is.complex(1+1i)#判断是否为复数型
```
```
## [1] TRUE
```
```r
is.null(NULL)#判断是否为null值
```
```
## [1] TRUE
```
```r
is.na(c(1,NA))#判断是否为NA值
```
```
## [1] FALSE TRUE
```
---
# <h1 lang="zh-CN">5.6 数据类型的判断与转换</h1>
## 数据类型的转化:as族函数
<font size = 5> 转化为数值:as.numeric
```r
as.numeric(c('1','2','3'))
```
```
## [1] 1 2 3
```
```r
as.numeric(c('1','2','a'))
```
```
## Warning: 强制改变过程中产生了NA
```
```
## [1] 1 2 NA
```