Matrix (矩陣)- A matrix is a collection of data elements arranged in a two-dimensional rectangular layout (方/長方形排列).
DataFrame - A dataframe is used for storing data tables. It is a list of vectors of equal length.
Matrix:
Mat1 <- matrix(
c(1:6), 2,3
)
Mat1## [,1] [,2] [,3]
## [1,] 1 3 5
## [2,] 2 4 6Matrix只是vector的一種新的排列形式，雖然它的class自成一格為matrix，但它的type依然會是它架構根源的atomic vector形式。
class(Mat1)## [1] "matrix"typeof(Mat1)## [1] "integer"Mat2 <- matrix(
c("a","b","c","d"), 2, 2
)
Mat2## [,1] [,2]
## [1,] "a" "c"
## [2,] "b" "d"注意：Matrix是以atomic vector為基礎的一種排列形式，所以它的元素type一定齊質。
考慮以下資料，它含有學號，姓名，成績等三個資料變數，變數裡的元素個別代表一筆資料：
list：因為三個變數向量的type不相同，只能用list儲存。
StuList <- list(
學號=c(172,214,322,425,517),
姓名=c("小明","大雄","胖虎","小新","大白"),
成績=c(80,60,90,70,50)
)
StuList ## $學號
## [1] 172 214 322 425 517
##
## $姓名
## [1] "小明" "大雄" "胖虎" "小新" "大白"
##
## $成績
## [1] 80 60 90 70 50data frame：若每個變數相同元素位置來自於同一筆資料，我們可以使用data frame的class來儲存這樣的（長）方形資料表。
StuDF <- data.frame(
學號=c(172,214,322,425,517),
姓名=c("小明","大雄","胖虎","小新","大白"),
成績=c(80,60,90,70,50)
)
StuDF ## 學號 姓名 成績
## 1 172 小明 80
## 2 214 大雄 60
## 3 322 胖虎 90
## 4 425 小新 70
## 5 517 大白 50data.frame()遇到變數輸入為character class時，內定會被轉成factor。
class(StuDF$姓名)## [1] "factor"StuDF$姓名 <- as.character(StuDF$姓名)
class(StuDF$姓名)## [1] "character"取消內定character為factor的方式：as.data.frame(..., stringsAsFactors = FALSE)
class(StuList)## [1] "list"as.data.frame(StuList) -> StuDF3
class(StuDF3)## [1] "data.frame"StuDF3## 學號 姓名 成績
## 1 172 小明 80
## 2 214 大雄 60
## 3 322 胖虎 90
## 4 425 小新 70
## 5 517 大白 50as.data.frame(StuList,stringsAsFactors = F) -> StuDF4
class(StuDF4)## [1] "data.frame"StuDF4## 學號 姓名 成績
## 1 172 小明 80
## 2 214 大雄 60
## 3 322 胖虎 90
## 4 425 小新 70
## 5 517 大白 50data.frame(..., stringsAsFactors = FALSE)
StuDF2 <- data.frame(
學號=c(172,214,322,425,517),
姓名=c("小明","大雄","胖虎","小新","大白"),
成績=c(80,60,90,70,50),
stringsAsFactors = FALSE
)
StuDF2 ## 學號 姓名 成績
## 1 172 小明 80
## 2 214 大雄 60
## 3 322 胖虎 90
## 4 425 小新 70
## 5 517 大白 50Data frame其本質（即type）是list vector，但因它的資料表配置特性而會有更豐富的特質，因此其class會自成一類。
class(StuDF)## [1] "data.frame"typeof(StuDF)## [1] "list"data frame的建立也可以用list去建好，再透過as.data.frame()去改變其class成data frame.
[.R , .C] object extraction[.R,.C]: 為方形資料class（即matrix和data frame），獨有的object extraction。
只有一個[]中括號，所以和[.]的.有相同的規則： .R與.C可以用
數值向量：如c(1,8,12)
邏輯向量：如c(T,T,F)
元素名稱向量（當元素有名字時）
.R: 代表哪幾列（rows）； .C: 代表哪幾欄/行（columns）
LETTERS # R內設元素值為英文字母群的character vector## [1] "A" "B" "C" "D" "E" "F" "G" "H" "I" "J" "K" "L" "M" "N" "O" "P" "Q"
## [18] "R" "S" "T" "U" "V" "W" "X" "Y" "Z"chosenLETTERS <- LETTERS[1:15]
matObj1 <- matrix(chosenLETTERS,5,3)
matObj1## [,1] [,2] [,3]
## [1,] "A" "F" "K"
## [2,] "B" "G" "L"
## [3,] "C" "H" "M"
## [4,] "D" "I" "N"
## [5,] "E" "J" "O"chosenLETTERS[8]## [1] "H"matObj1[8]## [1] "H"matObj1## [,1] [,2] [,3]
## [1,] "A" "F" "K"
## [2,] "B" "G" "L"
## [3,] "C" "H" "M"
## [4,] "D" "I" "N"
## [5,] "E" "J" "O"matObj1[3,2] ## [1] "H"matObj1[c(F,F,TRUE,F,F),c(F,TRUE,F)]## [1] "H"若只用[.] extraction, 如何取出matObj1[c(1,5),c(2,3)]的元素值？
StuDF## 學號 姓名 成績
## 1 172 小明 80
## 2 214 大雄 60
## 3 322 胖虎 90
## 4 425 小新 70
## 5 517 大白 50StuDF[c("姓名","成績")] ## 姓名 成績
## 1 小明 80
## 2 大雄 60
## 3 胖虎 90
## 4 小新 70
## 5 大白 50StuDF[1:5,c("姓名","成績")] ## 姓名 成績
## 1 小明 80
## 2 大雄 60
## 3 胖虎 90
## 4 小新 70
## 5 大白 50若.R, .C不填寫，則表示「全取」的意思：
StuDF[,c("姓名","成績")]## 姓名 成績
## 1 小明 80
## 2 大雄 60
## 3 胖虎 90
## 4 小新 70
## 5 大白 50請出matObj1的第3欄。
matObj1[,3]## [1] "K" "L" "M" "N" "O"cbind(matObj1,letters[1:5])## [,1] [,2] [,3] [,4]
## [1,] "A" "F" "K" "a"
## [2,] "B" "G" "L" "b"
## [3,] "C" "H" "M" "c"
## [4,] "D" "I" "N" "d"
## [5,] "E" "J" "O" "e"請取出StuDF中小新的成績：
StuDF## 學號 姓名 成績
## 1 172 小明 80
## 2 214 大雄 60
## 3 322 胖虎 90
## 4 425 小新 70
## 5 517 大白 50StuList## $學號
## [1] 172 214 322 425 517
##
## $姓名
## [1] "小明" "大雄" "胖虎" "小新" "大白"
##
## $成績
## [1] 80 60 90 70 50若是用StuList，你要怎麼取？
StuDF[4,c("成績")]## [1] 70names():
從vector角度對元素進行名稱查詢
names() <-：可用來命名。
Vector1 <- letters[1:6]
Vector1## [1] "a" "b" "c" "d" "e" "f"names(Vector1)## NULLnames(Vector1) <- c('名稱1','名稱2','名稱3','名稱4','名稱5','名稱6')
names(Vector1)## [1] "名稱1" "名稱2" "名稱3" "名稱4" "名稱5" "名稱6"Mat1## [,1] [,2] [,3]
## [1,] 1 3 5
## [2,] 2 4 6names(Mat1) ## NULLnames(Mat1) <- letters[1:6]
names(Mat1)## [1] "a" "b" "c" "d" "e" "f"請將StuDF的欄位變數名稱改成StudentID, Name, Grade。
colnames()，rownames()：
分別對方形資料class（即matrix與data frame）的欄（column）及行（row）進行名稱查詢。
colnames() <-，rownames() <-：可用來命名。
matObj1## [,1] [,2] [,3]
## [1,] "A" "F" "K"
## [2,] "B" "G" "L"
## [3,] "C" "H" "M"
## [4,] "D" "I" "N"
## [5,] "E" "J" "O"colnames(matObj1) ## NULLrownames(matObj1)## NULLcolnames(matObj1) <-c('欄位1','欄位2','欄位3')
colnames(matObj1)## [1] "欄位1" "欄位2" "欄位3"matObj1## 欄位1 欄位2 欄位3
## [1,] "A" "F" "K"
## [2,] "B" "G" "L"
## [3,] "C" "H" "M"
## [4,] "D" "I" "N"
## [5,] "E" "J" "O"rownames(matObj1) <- c('行：1','行：2','行：3','行：4','行：5')
matObj1## 欄位1 欄位2 欄位3
## 行：1 "A" "F" "K"
## 行：2 "B" "G" "L"
## 行：3 "C" "H" "M"
## 行：4 "D" "I" "N"
## 行：5 "E" "J" "O"請使用字串名稱，用[,]取出row 3, 5及column 1,3的值。
使用[[.]] <-或$. <-，其中.為新變數名稱
StuDF## 學號 姓名 成績
## 1 172 小明 80
## 2 214 大雄 60
## 3 322 胖虎 90
## 4 425 小新 70
## 5 517 大白 50StuDF[["性別"]] <- c("男","男","男","女","女")
StuDF## 學號 姓名 成績 性別
## 1 172 小明 80 男
## 2 214 大雄 60 男
## 3 322 胖虎 90 男
## 4 425 小新 70 女
## 5 517 大白 50 女StuDF$性別 <- c("男","男","男","女","女")
StuDF## 學號 姓名 成績 性別
## 1 172 小明 80 男
## 2 214 大雄 60 男
## 3 322 胖虎 90 男
## 4 425 小新 70 女
## 5 517 大白 50 女以下各題以課堂調查的classSurvey資料框（data frame）為主：
library(readr)
classSurvey <- read_csv("https://raw.githubusercontent.com/tpemartin/github-data/master/classSurvey.csv")## Parsed with column specification:
## cols(
## Timestamp = col_character(),
## 學號 = col_double(),
## 居住地行政區 = col_character(),
## 性別 = col_character(),
## 本學期學分數 = col_double(),
## 本學期目前已參加之課外活動 = col_character()
## )1.1 使用dim()查詢classSurvey有多少觀察值？有多少變數？(前者也可以用nrow(), 後者也可以用ncol())
1.2 新增一個變數叫年級，它必需是個factor，且有四個levels：大一，大二，大三，大四及以上。(hint: 取出適當的學號碼，透過as.factor(),levels()來達成。)
1.3 各年級有多少人？
1.4 在課堂調查的classSurvey裡大二（含）以上的人有多少比例為男性？ （hint: length()可計算vector（如一個變數）有多少元素，dim()計算矩陣或data frame有多少個row(即觀測值個數)及多少個column(即變數數目)）
1.5 大一的男性比例又有多少呢？
1.6 學生參加最多的課外活動是什麼？請適當利用table()呈現。
1.7 學生來自的縣市分佈如何？請適當利用table()呈現。