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R语言自学笔记-----R的系统函数

野见 2022-01-20 阅读 88

R基础包中含有的函数种类很多,从计算功能上可以分为数学函数、概率函数、统计函数、矩阵运算函数、字符串函数、数据管理函数、逻辑判断函数、文件管理函数等。现在对上述函数进行简单的介绍,具体的更加复杂的操作可以自行参考R的帮助文档。

一、数学函数

数学函数在R中用于基础的数学运算,是统计分析的重要函数之一

函数名称及书写格式函数用途
abs(x)计算x的绝对值
sqrt(x)计算x的平方根
ceiling(x)输出不小于x的最小整数
floor(x)输出不大于x的最大整数
trunc(x)忽略x的小数部分        
round(x,digits=n)计算x四舍五入后n位小数的值
signif(x,digits=n)计算x四舍五入后n为数的值
sin(x)cos(x),tan(x)计算x的正弦、余弦、正切
log(x,base=n)计算以n为底的x的对数
log(x)计算x的自然对数
exp(x)计算x的指数函数

二、概率函数

R中的概率函数主要可以实现计算概率密度函数(d)、计算累积概率(p),计算分位值(q),生成服从某分布的随机数(n)。

R的概率函数名有一个统一的命名规则,即上述四种运算的开头加上服从分布的英文缩写。这里给出各种分布的分布名称与英文缩写

分布名称英文缩写分布名称英文缩写分布名称英文缩写
贝塔分布beta几何分布geom二项分布binom
泊松分布pois正态分布norm负二项分布nbinom
柯西分布cauchy对数正态分布lnormLogistic分布logis
卡方分布chisq多项分布multinomGamma分布gamma
t分布t均匀分布unifWeibull分布weibull
F分布f指数分布expWilcoxon符号秩分布signrank

下面以正态分布为例,介绍一下R中的概率函数:

计算均值为n,标准差为m,的正态分布的随机变量等于x的密度值:dnorm(x,mean=n,sd=m)

计算均值为n,标准差为m,的正态分布的随机变量小于等于q的累积概率:pnorm(q,mean=n,sd=m)

计算均值为n,标准差为m,的正态分布的累计概率等于p的分位值:qnorm(p,mean=n,sd=m)

生成x个服从均值为n,标准差为m的正态分布随机数:rnorm(x,mean=n,sd=m)

三、统计函数

统计函数是R进行描述统计的基础,其用处特别广泛

函数名称及书写格式函数用途
mean(x)计算x的均值
median(x)计算x的中位数
sd(x)计算x的样本标准差
var(x)计算x的样本方差
range(x)计算x的取值范围
max(x)计算x的最大值
min(x)计算x的最小值
length(x)计算x所包含的元素个数
sum(x)计算x的总和
prod(x)计算x的连乘积
cut(x,n)将x分为n组,并给出x各元素所在的组(水平)
scale(x)将x标准化
rank(x)计算x的秩
cor(x1,x2)计算x1,x2的简单相关系数
cov(x1,x2)计算x1,x2的协方差
cumsum(x)计算x的累计和        
cumprod(x)计算x的累计乘积
cummax(x)计算x的累计当前最大值
cummin(x)计算x的累计当前最小值
diff(x,lag=n)计算x滞后n项的差分
quantile(x,probs)计算x在probs分位点上的分位值

四、矩阵运算函数

需要注意的是,矩阵运算符号%*%,这个符号用来计算矩阵的内积,即高等代数中经常使用的算法。有关的其它常用函数如下表:

函数名称及书写格式函数用途
diag(x)创建行列数为x的单位矩阵;创建正对角元素取向量x的矩阵;输出矩阵的正对角元素
t(x)将矩阵x转置
solve(x)求矩阵x的逆
eigen(x)求矩阵x的特征值与特征向量
det(x)求矩阵x的行列式值
upper.tri(x,diag=TRUE/FALSE)取矩阵x的上三角部分,为真时包括对角元素
lower.tri(x,diag=TRUE/FALSE)取矩阵x的下三角部分,为真时包括对角元素
outer(x,y,FUN=函数名)计算向量x,y的外积,FUN指定运算符或函数

五、字符串函数

字符串函数用于对R中存储类型为字符串的数据对象进行处理,现将常用的字符串函数列出如下:

函数名称及书写格式函数用途
nchar(x)计算x中各个元素的长度
substr(x,n,m)取x中第n到m位的字符串
grep(p,x)计算p是在x的第几个元素
gsub(p,a,x)将x中的串p替换为串a
strsplit(x,s)以s为分隔符分隔x
paste(x,y,sep=s)以s为分隔符连接x和y
toupper(x)将x中的小写字母转换成大写
tolower(x)将x中的大写字母转换成小写

六、数据管理函数

数据管理函数在R中可以用来对向量、数据框等进行加工与管理操作,常用的数据管理函数如下:

函数名称及书写格式函数功能
unique(x)返回除去向量(数据框)x中的重复元素后的数据
append(x,s,after=n)在向量x的第n个位置之后插入向量s
sort(x,decreasing=TRUE/FALSE返回向量x升序或降序的结果,为真降序
order(x,decreasing=TRUE/FALSE)返回向量x升序或降序排序后的元素位置,为真时降序
rev(x)返回向量x的倒排结果
which(条件表达式)返回满足条件的元素
which.max(x)返回数值向量x的最大值首次出现的位置
which.min(x)返回数值向量x的最小值首次出现的位置
table(x)返回关于向量x的频数分布表
table(x1,x2)返回关于向量x1,x2的交叉列联表
colSums(x)计算矩阵或数据框x各列的合计(数值型)
colMeans(x)计算矩阵或数据框x中各列的均值(数值型)
rowSums(x)计算矩阵或数据框中各行的合计(数值型)
rowMeans(x)计算矩阵或数据框中各方的均值(数值型)
spply(x,FUN=函数名)对数据框x中各列分别计算FUN所指定的函数
lapply(x,FUN=函数名)对数据框x中各行分别计算FUN所指定的函数
tapply(x,INDEX=a,FUN=函数名)将数据框x按(列)域a的取值分成若干组后对指定列分组计算FUN指定的函数
aggregate(x,by=list(g1,g2,...),FUN=函数名...)依据g1,g2等的取值,对数据框x进行交叉分组并进行FUN指定的分类汇总
apply(x,MARGIN=1(2),FUN=函数名)对数据框x中各行(1)或列(2)分别计算FUN所指定函数
merge(x1,x2,by='关键字')依关键字将数据框x1,x1的域合并,合并后按关键字升序
sunset(set,关系表达式)提取数据框x中使关系式为真的数据子集
sample(x,size=n,prob=c(p1,p2,...)replace=TRUE/FALSE在向量x中随机抽取n个元素值,为真时表示放回随机抽样,p1,p2等为x各个元素的入样概率

七、逻辑判断函数

逻辑判断函数用于对各种条件的判断,函数输出结果为逻辑值TRUE或FALSE,常用的逻辑判断函数如下:

函数名称及书写格式函数用途
is.na(x)判断向量x中各个元素是否取缺失值NA
complete.cases(x)判断x中各观测是否为缺失值
is.unsorted(x)判断向量x中各个元素是否未排序
any(逻辑向量x)判断逻辑向量x中是否至少有一个元素取值为TRUE
x %in% y判断x的元素是否存在于y中
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