R语言的Dataframe常用操作使用 R语言的Dataframe常用操作使用

上节我们简单介绍了Dataframe的定义，这节我们具体来看一下Dataframe的操作
首先，数据框的创建函数为 data.frame( )，参考R语言的帮助文档，我们来了解一下data.frame( )的具体用法：

Usagedata.frame(..., row.names = NULL, check.rows = FALSE,check.names = TRUE, fix.empty.names = TRUE,stringsAsFactors = default.stringsAsFactors())default.stringsAsFactors()Arguments... :these arguments are of either the form value or tag = value. Component names are created based on the tag (if present) or the deparsed argument itself.row.names :NULL or a single integer or character string specifying a column to be used as row names, or a character or integer vector giving the row names for the data frame.

当然，后面还有很多参数的具体用法，在此不做一一赘述，主要用到的就是前两个。首先，“...”代表了表格数据，就是要构成数据框的数据主体，row.names( )为要构成数据框的行名，那么既然数据框相当于R语言的一个表格，应该既有行名也有列名才对，那么列名又是如何给出的呢？我们知道，很多的数据处理软件以及算法是以数据的列为单位进行的，之前我们构建矩阵的时候，默认也是按列填充（byrow=FALSE），而列名在创建数据框开始我们就已经确定好了的。详见下面代码：
我想要创建一个名为“mydataframe”的数据框，首先确定数据框里面的列有哪些，然后调用函数data.frame( )函数

> C1 <-c(1,2,3,4)> C2 <-c(5,6,7,8)> C3 <-c(9,10,11,12)> C4 <-c(13,14,15,16)> C5 <-c(17,18,19,20)> mydataframe <- data.frame(C1,C2,C3,C4,C5,row.names = c("R1","R2","R3","R4"))> mydataframeC1 C2 C3 C4 C5R1159 13 17R226 10 14 18R337 11 15 19R448 12 16 20

【R语言的Dataframe常用操作使用】由此可见，数据框是把现有的列拼接成一个表格的一种数据结构，细心的朋友会发现，这个数据框怎么跟上节我们讲过的矩阵长得那么一样！！！再回顾一下上节的矩阵创建：

> mydata <- c(1:20)> cnames <- c("C1","C2","C3","C4","C5")> rnames <- c("R1","R2","R3","R4")> myarray <- matrix(mydata,nrow = 4,ncol = 5,dimnames = list(rnames,cnames))> myarrayC1 C2 C3 C4 C5R1159 13 17R226 10 14 18R337 11 15 19R448 12 16 20

确实，从长相上来说分不出差别，但是矩阵里面的元素必须一致，而数据框可以是各种类型数据的集合。这种集合不是无条件乱七八糟的集合，而是以列为单位，不同列的元素类型可以不同，但是同一列的元素类型必须一致。因此，矩阵可以看做特殊的数据框类型那么这么做有什么意义呢？在数据统计中，我们需要有各种各样类型的数据，就拿简单的成绩单来说，就包含了“姓名”，“学号”，“科目”等字符型元素，也包括“分数”等数值型元素，还有“是否通过”等布尔型元素，因此，从广泛意义上来说，dataframe更具有普适性，矩阵多用在数学计算中。说归说，我们来实际创建一个数据框，然后再演示一下它的具体操作：

> names <- c("小明","小红","小兰")> StudentID <- c("2014","2015","2016")> subjects <- c("英语","英语","英语")> scores <- c(87,98,93)> Result <- data.frame(StudentID,names,subjects,scores)> ResultStudentID names subjects scores12014小明英语8722015小红英语9832016小兰英语93

由上可见，当没有给数据框指定行名的时候，系统会默认从1开始给每行一个行号，这跟Excel表格有点类似。还是同往常一样，我们先学习dataframe数据类型的基本操作
数据框元素的访问：既然矩阵是特殊的数据框，那么矩阵元素的访问方式应该也同样适用于dataframe吗？不是这样，我们知道，数据框是以行或者列为单位（行列可以转置），因此访问元素时只能整行或者整列访问。即dataframe[1,](访问第一行)，dataframe[,1](访问第一列)采用这种方式访问列时，返回值是按行排列的形式。访问列同样也可以直接使用dataframe(1)访问第一列，或者dataframe(列名)来访问指定的列。也可以连续访问若干列，详见代码：

> Result[1,] #访问第一行StudentID names subjects scores12014小明英语87> Result[,1] #访问第一列 [1] 2014 2015 2016Levels: 2014 2015 2016> Result[1] #访问第一列StudentID120142201532016> Result["names"] #访问指定标号的列names1小明2小红3小兰> Result[1:3,]#访问1-3行StudentID names subjects scores12014小明英语8722015小红英语9832016小兰英语93> Result[1:3]#访问1-3列StudentID names subjects12014小明英语22015小红英语32016小兰英语> Result[c(1,3),]#只访问1,3行，注意写法 c( )StudentID names subjects scores12014小明英语8732016小兰英语93> Result[c(1,4)]#只访问1,4列，注意写法 c( )StudentID scores120148722015983201693> Result[c("names","scores")]#只访问names和scores列，注意写法 c( )names scores1小明872小红983小兰93

由上可得：对数据框操作，必须以向量为单位，使用c( ) or list( ),通过上述了解，我们发现，普通的访问必须带着行名和列名，这有的时候给我们带来不必要的麻烦，比如我要计算成绩平均值，带上列名Score会给我们带来一些困惑，于是有哪些方法可以在访问数据库元素时不带着行名或者列名呢？
方法一：用attach和detach函数，比如要打印所有names，那么可以写成：

> attach(Result)The following objects are masked _by_ .GlobalEnv:names, scores, StudentID, subjectsThe following objects are masked from Result (pos = 3):names, scores, StudentID, subjects> name <- names> score <-scores> detach(Result)> name[1] "小明" "小红" "小兰"> score[1] 87 98 93> mean(score)[1] 92.66667

方法二：用with函数

> with(Result,{score <- scores})> score[1] 87 98 93

上面谈到了dataframe的创建和读取，如果我需要添加或者删除某一列该怎么办呢？

> Result$age<-c(12,14,13)#添加age列> ResultStudentID names subjects scores age12014小明英语871222015小红英语981432016小兰英语9313> Result2 <- Result[-2]#删除name列> Result2StudentID subjects scores age12014英语871222015英语981432016英语9313

如果我需要查询成绩等于98的学生的信息该怎么办呢？

> Result[which(Result$scores==98),]StudentID names subjects scores age22015小红英语9814

上面说过了，矩阵和数据框也是两种不同的数据类型，我们知道数据类型之间可以互相转换，用is.***( )可以判断某个变量是否为***类型，用as.***( )则将某个变量转换为***类型。那么相应的，矩阵转换为数据框类型则应为：

> myarrayC1 C2 C3 C4 C5R1159 13 17R226 10 14 18R337 11 15 19R448 12 16 20> myarrayframe <- as.data.frame(myarray)> myarrayframeC1 C2 C3 C4 C5R1159 13 17R226 10 14 18R337 11 15 19R448 12 16 20> is.data.frame(myarray)[1] FALSE> is.data.frame(myarrayframe)[1] TRUE

跟矩阵matrix操作一样，数据框也有rbind和cbind函数，用法大致相同，有兴趣的朋友可以简单联系一下，这里不再赘述。
最后，我们来谈一下数据框数据处理操作：
上面我们讲到，利用dataframe[ 列号 ]或者dataframe[ 列值 ]可以读取数据框的某一列，返回值仍为数据框类型，但是这部分数据不方便直接利用我们之前讲过的求和，求平均值等方法进行计算分析，因为读取的数据带有“行名/列名”，这个为字符型变量。有的人会问，我在创建数据框的时候，不加行名和列名不就行了？第一，在创建数据框的时候，会默认给你分配行名或者列名，第二，就算不分配行名或者列名，那数据框创建起来还有什么意义？

> mydataframeC1 C2 C3 C4 C5R1159 13 17R226 10 14 18R337 11 15 19R448 12 16 20> mydataframe["C4"]C4R1 13R2 14R3 15R4 16> mean(mydataframe["C4"])[1] NAWarning message:In mean.default(mydataframe["C4"]) : 参数不是数值也不是逻辑值：回覆NA> is.data.frame(mydataframe["C4"])[1] TRUE

方法一：将数据框格式重新转化为矩阵格式，然后按照矩阵索引的方式来找寻要处理的数据组，利用矩阵或者向量中相关函数来进行一定的数据处理。

> myarray2 <- as.matrix(mydataframe)> is.matrix(myarray2)[1] TRUE> myarray2C1 C2 C3 C4 C5R1159 13 17R226 10 14 18R337 11 15 19R448 12 16 20> x <- myarray[,3] #读取第3列的值> xR1 R2 R3 R4 9 10 11 12> is.vector(x) #查看x是否为向量类型[1] TRUE> mean(x)[1] 10.5> sum(x)[1] 42

方法二：在读取数据框列的时候换用另外一种方法，dataframe$(行名或者列名)，返回值是vector类型

> c <- mydataframe$C3> c[1]9 10 11 12> is.vector(c)[1] TRUE> mean(c)[1] 10.5> sum(c)[1] 42

同时，也可以利用dataframe$(新的列名) <- 新的向量，来给dataframe添加新的列，具体操作如下：

> mydataframe$sum <- mydataframe$C1 +mydataframe$C4> mydataframe$mean <- (mydataframe$C1+mydataframe$C4)/2> mydataframeC1 C2 C3 C4 C5 sum meanR1159 13 17147R226 10 14 18168R337 11 15 19189R448 12 16 202010

最推崇的是下一种方法，直接利用transform函数组建新的数据框，具体用法如下：

> x1 <- mydataframe$C1> x2 <- mydataframe$C3> mydataframe2 <- transform(mydataframe,sum2=x1+x2,mean2=(x1+x2)/2)> mydataframe2C1 C2 C3 C4 C5 sum mean sum2 mean2R1159 13 17147105R226 10 14 18168126R337 11 15 19189147R448 12 16 202010168

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