2019-11-25 R語言中的數(shù)據(jù)處理包dplyr、tidyr筆記

來源:https://www.cnblogs.com/yjd_hycf_space/p/6686141.html
dplyr包是Hadley Wickham的新作,主要用于數(shù)據(jù)清洗和整理,該包專注dataframe數(shù)據(jù)格式,從而大幅提高了數(shù)據(jù)處理速度,并且提供了與其它數(shù)據(jù)庫的接口;tidyr包的作者是Hadley Wickham, 該包用于“tidy”你的數(shù)據(jù),這個(gè)包常跟dplyr結(jié)合使用。

本文將介紹dplyr包的下述五個(gè)函數(shù)用法:

篩選: filter()
排列: arrange()
選擇: select()
變形: mutate()
匯總: summarise()
分組: group_by()
以及tidyr包的下述四個(gè)函數(shù)用法:

gather—寬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為長數(shù)據(jù);
spread—長數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為寬數(shù)據(jù);
unit—多列合并為一列;
separate—將一列分離為多列;
 dplyr、tidyr包安裝及載入

install.packages("dplyr")
install.packages("tidyr")

library(dplyr)
library(tidyr)
使用datasets包中的mtcars數(shù)據(jù)集做演示,首先將過長的數(shù)據(jù)整理成友好的tbl_df數(shù)據(jù):

mtcars_df = tbl_df(mtcars)
dplyr包基本操作

1.1 篩選: filter()

按給定的邏輯判斷篩選出符合要求的子數(shù)據(jù)集

filter(mtcars_df,mpg==21,hp==110)

A tibble: 2 x 11

mpg   cyl  disp    hp  drat    wt  qsec    vs    am  gear  carb

<dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
1 21 6 160 110 3.9 2.620 16.46 0 1 4 4
2 21 6 160 110 3.9 2.875 17.02 0 1 4 4
 1.2 排列: arrange()

按給定的列名依次對行進(jìn)行排序:

arrange(mtcars_df, disp) #可對列名加 desc(disp) 進(jìn)行倒序

A tibble: 32 x 11

 mpg   cyl  disp    hp  drat    wt  qsec    vs    am  gear  carb

<dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
1 33.9 4 71.1 65 4.22 1.835 19.90 1 1 4 1
2 30.4 4 75.7 52 4.93 1.615 18.52 1 1 4 2
3 32.4 4 78.7 66 4.08 2.200 19.47 1 1 4 1
4 27.3 4 79.0 66 4.08 1.935 18.90 1 1 4 1
5 30.4 4 95.1 113 3.77 1.513 16.90 1 1 5 2
6 22.8 4 108.0 93 3.85 2.320 18.61 1 1 4 1
7 21.5 4 120.1 97 3.70 2.465 20.01 1 0 3 1
8 26.0 4 120.3 91 4.43 2.140 16.70 0 1 5 2
9 21.4 4 121.0 109 4.11 2.780 18.60 1 1 4 2
10 22.8 4 140.8 95 3.92 3.150 22.90 1 0 4 2

... with 22 more rows

1.3 選擇: select()

用列名作參數(shù)來選擇子數(shù)據(jù)集:

select(mtcars_df, disp:wt)

A tibble: 32 x 4

disp    hp  drat    wt
  • <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
    1 160.0 110 3.90 2.620
    2 160.0 110 3.90 2.875
    3 108.0 93 3.85 2.320
    4 258.0 110 3.08 3.215
    5 360.0 175 3.15 3.440
    6 225.0 105 2.76 3.460
    7 360.0 245 3.21 3.570
    8 146.7 62 3.69 3.190
    9 140.8 95 3.92 3.150
    10 167.6 123 3.92 3.440

... with 22 more rows

1.4 變形: mutate()

對已有列進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算并添加為新列:

mutate(mtcars_df,
NO = 1:dim(mtcars_df)[1])

A tibble: 32 x 12

 mpg   cyl  disp    hp  drat    wt  qsec    vs    am  gear  carb    NO

<dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <int>
1 21.0 6 160.0 110 3.90 2.620 16.46 0 1 4 4 1
2 21.0 6 160.0 110 3.90 2.875 17.02 0 1 4 4 2
3 22.8 4 108.0 93 3.85 2.320 18.61 1 1 4 1 3
4 21.4 6 258.0 110 3.08 3.215 19.44 1 0 3 1 4
5 18.7 8 360.0 175 3.15 3.440 17.02 0 0 3 2 5
6 18.1 6 225.0 105 2.76 3.460 20.22 1 0 3 1 6
7 14.3 8 360.0 245 3.21 3.570 15.84 0 0 3 4 7
8 24.4 4 146.7 62 3.69 3.190 20.00 1 0 4 2 8
9 22.8 4 140.8 95 3.92 3.150 22.90 1 0 4 2 9
10 19.2 6 167.6 123 3.92 3.440 18.30 1 0 4 4 10

... with 22 more rows

1.5 匯總: summarise()

對數(shù)據(jù)框調(diào)用其它函數(shù)進(jìn)行匯總操作, 返回一維的結(jié)果:

summarise(mtcars_df,
mdisp = mean(disp, na.rm = TRUE))

A tibble: 1 x 1

 mdisp
 <dbl>

1 230.7219
 1.6 分組: group_by()

當(dāng)對數(shù)據(jù)集通過group_by()添加了分組信息后,mutate(),arrange() 和 summarise() 函數(shù)會自動(dòng)對這些 tbl 類數(shù)據(jù)執(zhí)行分組操作。

cars <- group_by(mtcars_df, cyl)
countcars <- summarise(cars, count = n()) # count = n()用來計(jì)算次數(shù)

A tibble: 3 x 2

cyl count

<dbl> <int>
1 4 11
2 6 7
3 8 14
tidyr包基本操作

2.1 寬轉(zhuǎn)長:gather()

使用gather()函數(shù)實(shí)現(xiàn)寬表轉(zhuǎn)長表,語法如下:

gather(data, key, value, …, na.rm = FALSE, convert = FALSE)
data:需要被轉(zhuǎn)換的寬形表
key:將原數(shù)據(jù)框中的所有列賦給一個(gè)新變量key
value:將原數(shù)據(jù)框中的所有值賦給一個(gè)新變量value
…:可以指定哪些列聚到同一列中
na.rm:是否刪除缺失值

widedata <- data.frame(person=c('Alex','Bob','Cathy'),grade=c(2,3,4),score=c(78,89,88))
widedata
person grade score
1 Alex 2 78
2 Bob 3 89
3 Cathy 4 88
longdata <- gather(widedata, variable, value,-person)
longdata
person variable value
1 Alex grade 2
2 Bob grade 3
3 Cathy grade 4
4 Alex score 78
5 Bob score 89
6 Cathy score 88
 2.2 長轉(zhuǎn)寬:spread()

有時(shí),為了滿足建?;蚶L圖的要求,往往需要將長形表轉(zhuǎn)換為寬形表,或?qū)捫伪碜優(yōu)殚L形表。如何實(shí)現(xiàn)這兩種數(shù)據(jù)表類型的轉(zhuǎn)換。使用spread()函數(shù)實(shí)現(xiàn)長表轉(zhuǎn)寬表,語法如下:

spread(data, key, value, fill = NA, convert = FALSE, drop = TRUE)
data:為需要轉(zhuǎn)換的長形表
key:需要將變量值拓展為字段的變量
value:需要分散的值
fill:對于缺失值,可將fill的值賦值給被轉(zhuǎn)型后的缺失值

mtcarsSpread <- mtcarsNew %>% spread(attribute, value)
head(mtcarsSpread)
car am carb cyl disp drat gear hp mpg qsec vs wt
1 AMC Javelin 0 2 8 304 3.15 3 150 15.2 17.30 0 3.435
2 Cadillac Fleetwood 0 4 8 472 2.93 3 205 10.4 17.98 0 5.250
3 Camaro Z28 0 4 8 350 3.73 3 245 13.3 15.41 0 3.840
4 Chrysler Imperial 0 4 8 440 3.23 3 230 14.7 17.42 0 5.345
5 Datsun 710 1 1 4 108 3.85 4 93 22.8 18.61 1 2.320
6 Dodge Challenger 0 2 8 318 2.76 3 150 15.5 16.87 0 3.520
 2.3 合并:unit()

unite的調(diào)用格式如下:

unite(data, col, …, sep = “_”, remove = TRUE)
data:為數(shù)據(jù)框
col:被組合的新列名稱
…:指定哪些列需要被組合
sep:組合列之間的連接符,默認(rèn)為下劃線
remove:是否刪除被組合的列

wideunite<-unite(widedata, information, person, grade, score, sep= "-")
wideunite
information
1 Alex-2-78
2 Bob-3-89
3 Cathy-4-88
 2.4 拆分:separate()

separate()函數(shù)可將一列拆分為多列,一般可用于日志數(shù)據(jù)或日期時(shí)間型數(shù)據(jù)的拆分,語法如下:

separate(data, col, into, sep = “[^[:alnum:]]+”, remove = TRUE,
convert = FALSE, extra = “warn”, fill = “warn”, …)
data:為數(shù)據(jù)框
col:需要被拆分的列
into:新建的列名,為字符串向量
sep:被拆分列的分隔符
remove:是否刪除被分割的列

widesep <- separate(wideunite, information,c("person","grade","score"), sep = "-")
widesep
person grade score
1 Alex 2 78
2 Bob 3 89
3 Cathy 4 88
可見separate()函數(shù)和unite()函數(shù)的功能相反。

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