기초 R 2

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1.벡터(vector) 자료

[1] c() 함수 이용

R에서 기본적인 방법은 함수 “c()”를 이용하는 것이다. 이 함수의 괄호 내에 자료를 나열함으로써 자료를 생성

 

c(자료 나열)

> x=c(1, 3, 0.5, 5) #수치 자료 벡터 > x [1] 1.0 3.0 0.5 5.0 > s=c('Kim', 'Lee', 'Park') #문자 자료 벡터 > s [1] "Kim" "Lee" "Park"

변수 x에는 수치 자료만, 변수 s에는 문자열 자료를 생성하여 할당

> x=c(1,3,0.5,5) > c(x, c(0,1)) [1] 1.0 3.0 0.5 5.0 0.0 1.0 > s=c(s, 'Choi', 'Lee') > s [1] "Kim" "Lee" "Park" "Choi" "Lee"

원소의 이름과 함께 입력하고자 할 때는 이름에 자료를 할당하여 입력한다.

> x=c(x1=1, x2=2, x3=0) > x x1 x2 x3 1 2 0

위 결과의 첫 줄은 원소들의 “names”라 한다. 위 결과를 얻는 다른 방법으로 names() 함수를 사용하는 방법이 있다.

> x=c(1,2,0) > names(x)=c('x1','x2','x3') > x x1 x2 x3 1 2 0

수치와 문자자료를 함께 생성하면 모두 문자자료로 취급한다는 점을 유의하자.

> t=c('Kim',20, 'Lee', 21, 'Park', 25) > t [1] "Kim" "20" "Lee" "21" "Park" "25"

 

[2] 콜론 “:” 이용

1씩 증가하는 자료 열을 생성하고자 할 때 “:”을 사용하면 편리하다. 

 

초기값 : 최종값

 

예를 들어 1부터 10까지의 정수 열과 –2부터 2까지의 정수 열을 생성하고 한다면, 아래와 같이 처리할 수 있다.

> x=1:10; y=-2:2 > x; y [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [1] -2 -1 0 1 2

만약 0.5부터 4.8 사이에서 1씩 증가하는 수열을 만들고자 한다

> x=0.5:4.8 > x [1] 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5

[3] seq() 함수 이용

“:”은 1씩 증가하는 수열을 생성한다. 그런데 예를 들어 0.2 씩 증가하는 수열을 만들려면 “seq()” 함수를 이용해야 한다.

 

seq(초기값, 최종값, by=증가값) 및 seq(초기값, 최종값, length=길이)

 

0.5부터 4.8까지 0.2 씩 증가하는 수열을 만들어 보자.

> x=seq(0.5, 4.8, by=0.2) > x [1] 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 2.3 2.5 [12] 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 3.7 3.9 4.1 4.3 4.5 4.7

증가치로서 음수를 사용할 수 있다. 예를 들어 2에서 1까지 0.1씩 감소하는 수열을 만들어 보자.

> x=seq(2.0, 1.0, by=-0.1) > x [1] 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0

초기치와 최종치 사이를 n 등분하여 수열을 생성할 때는 옵션 "length=n"을 사용한다. 예를 들어 1부터 10 사이를 5등분한 자료를 생성해 보자.

> seq(1, 10, length=5) [1] 1.00 3.25 5.50 7.75 10.00

[4] rep() 함수

이 함수는 어떤 자료열을 반복해서 생성한다. 이 함수의 간략한 사용형식은 다음과 같다.

 

rep(자료벡터, times=n) 혹은 rep(자료벡터, n)

 

> rep(c(1,2),times=3) [1] 1 2 1 2 1 2 > x=c(1,2); rep(x, 3) [1] 1 2 1 2 1 2 > rep('Hi! ', 3) [1] "Hi! " "Hi! " "Hi! "

만약 times를 생략하면, times=1로 간주한다.

[5] paste() 함수

이 함수는 문자열들을 결합하여 새로운 문자열 자료를 생성한다.

 

paste(문자열, 문자열, …, 문자열, sep=‘구분자’)

> paste('Hi,','my', 'R!', sep=' ') [1] "Hi, my R!"

3개의 문자열이 빈칸의 구분자로 결합하고 있다.

 

수치 열과 결합하여 연속되는 넘버링을 하는 경우에도 유용하다. 

> paste('X', 1:5, sep='') [1] "X1" "X2" "X3" "X4" "X5"

구분자를 빈칸 없이 정하였다. 한편, 수치 열 1:5 입력되었지만 “자료형의 우선순위”에 의해 문자열로 바뀐다는 점을 유의하자. 

 

paste0() 함수를 이용하면 구분자를 빈칸 없음으로 간주한다.

> paste0('X', 1:5) [1] "X1" "X2" "X3" "X4" "X5"

 

[6] scan() 함수

이 함수는 콘솔을 통해 자료를 순차적으로 입력하거나, 자료 파일을 읽어드리는 함수이다. 이 함수의 용법과 기능은 매우 광범위하므로 자세한 내용은 나중에 다루도록 하고, 여기서는 간단한 용법만 소개한다.

사용 형식은

scan(), scan(what="")

 

수치자료를 입력할 경우

> x=scan() 1: 2 2: 0 3: -1 4: #여기서 엔터키 두 번 입력 Read 3 items > x [1] 2 0 -1

※자료 입력을 마치려면 엔터키를 두 번 친다.

 

문자자료를 입력할 경우

> s=scan(what="") 1: A 2: B 3: C 4: #여기서 엔터키 두 번 입력 Read 3 items > s [1] "A" "B" "C"

2. 특수 자료

R에서는 몇 가지 특수한 형태의 자료를 기호로 표시한다.

종류	의미
NA	결측치
NaN	0/0
Inf	0으로 나눈 수 즉 ∞
NULL	원소가 없음

NA는 결측치를 표시한다.

> x=c(1, NA, 0, 2) #두 번째 원소는 결측치 > x [1] 1 NA 0 2

NA와의 모든 연산 결과는 NA 이다.

> x+1 [1] 2 NA 1 3

NaN은 “Not A Number”의 약자로서 0/0 및 Inf/Inf, Inf*0 등의 결과를 나타낸다. 다음은 Inf와 NaN이 발생시키고 연산한 예이다.

> x=c(1,-1,0, Inf) > y=x/0; y #Inf와 NaN 발생 [1] Inf -Inf NaN Inf > y+1 #Inf와 NaN에 덧셈 연산 [1] Inf -Inf NaN Inf > c(1, 2, -Inf, Inf)/y #Inf와 NaN로 나눗셈 연산 [1] 0 0 NaN NaN > y*0 #Inf와 NaN에 0을 곱했을 때 [1] NaN NaN NaN NaN

NaN의 모든 연산결과는 NaN 이며, 어떤 값을 Inf로 나누면 0 이며, Inf*0은 NaN 이다.

NULL의 의미를 이해하기 위해 다음 예제이다.

> x=c() > x NULL > x+1 numeric(0)

x에 어떠한 원소도 할당하지 않았다. 이러한 변수 x의 값을 NULL이라 한다. 수치 0과는 다른 개념이다.

이러한 변수와 어떤 연산을 하면 “결과의 길이가 0인 어떤 수일 것이다”라는 의미에서 “numeric(0)”을 출력한다.

3. 연산자

	연산자	기능
수치연산자	+, -, *, /	더하기, 빼기, 곱하기, 나누기
	^ 혹은 **, %%	거듭제곱, 나머지
비교연산자	<, >, <=, >=	작다, 크다, 작거나 같다, 크거나 같다
	==, !=	같다, 다르다
논리연산자	& 혹은 &&	논리곱
	| 혹은 ||	논리합
	!	논리부정
	xor(x,y)	배타적 논리합

수치 연산과는 다르게 비교연산과 논리연산의 결과는 오직 “TRUE” 아니면 “FALSE” 이다.

> 1>2 [1] FALSE > x=1:10 > 1>2 || !2*2==4 [1] FALSE > x=1;y=2; x<2 & y>=2 [1] TRUE

4. 수치함수

수치함수

수치함수

<노트> help() 혹은 ? 사용

함수에 대해 잘 모르는 경우가 있다. 이때 함수 help()나 ? 연산자를 사용한다.

예를 들어, 함수 union()의 사용법을 알고자 할 때,

 

> help(union)

혹은

> ?union

(RStudio에서는 검색 결과가 오른쪽 하단 “help” 탭 창에 나타남.)

5. 자료 벡터의 원소 지정과 치환

프로그래밍을 작성하다 보면, 주어진 자료 벡터의 원소들이 무엇인지 알아보거나, 참조 혹은 치환해야 하는 경우가 많다.

 

[1] 원소 지정

원소의 지정은 변수 옆에 대괄호를 사용하여 같은 방식으로 접근한다.

 

인덱싱: x[인덱스], x[ c(인덱스들) ]

슬라이싱 : x[ 시작:끝 ], x[ -인덱스 ]

 

한편 인덱스 앞에 “-”부호가 있으면 “해당 인덱스를 제외한 나머지”라는 의미이며, “x[]”는 x의 모든 원소를 지칭한다.

> x=c(2, 1, 0, -1) > x[1] #x의 첫 번째 원소 [1] 2 > x[2:3] #x의 2, 3 번째 원소 [1] 1 0 > x[c(2,3)] #x의 2, 3 번째 원소 [1] 1 0 > x[c(3,1,4)] #x의 3, 1, 4 번째 원소 [1] 0 2 –1 > x[-c(2,3)] #x의 2,3 번째를 제외한 나머지 원소 [1] 2 –1 > x[] #x의 모든 원소 [1] 2 1 0 –1

[2] 원소 치환

x[ 인덱스 벡터 ] = 값 벡터

 

> x=c(2, 1, 0, -1) > x[1]=0; x #x의 1번째 원소를 0으로 치환 [1] 0 1 0 -1 > x[c(2,3)]=c(-1,-2); x #x의 2,3번째 원소를 각각 –1, -2로 치환 [1] 0 -1 -2 -1 > x[c(3,1,4)]=c(0,1,1); x #x의 3,1,4번째 원소를 각각 0,1,1로 치환 [1] 1 -1 0 1 > x[]=2; x #x의 모든 원소를 2로 치환 [1] 2 2 2 2

 

[3] 원소의 제거

벡터의 원소를 제거하는 특별한 함수나 명령어는 없다. 그러나 음의 인덱스를 이용하여 벡터의 원소를 제거하는 기능을 할 수 있다.

 

x = x[ -제거하고자 하는 인덱스 벡터 ]

x = x[ TRUE 및 FALSE 값 벡터 ]

> x=c(2,1,0,-1) > x=x[-1]; x #x의 1번째 원소 제거 [1] 1 0 -1 > x=c(2,1,0,-1) > x=x[-c(2,3)]; x #x의 2,3번째 원소 제거 [1] 2, -1 > x=c(2,1,0,-1) > x=x[c(T,F,F,T)] #x의 2,3번째 인덱스는 FALSE 나머지는 TRUE로 지정 [1] 2, -1

원소 지정시 True, False 대신에 T, F를 사용해도 된다.

[4]연산

 

연산은 원소별 연산

예를 들어 x=c(2,1,0,-1)

> x+1 #산술 연산: 덧셈 [1] 3 2 1 0 > x-1 #산술 연산: 뺄셈 [1] 1 0 -1 -2

> 2*x #산술 연산: 곱셈 [1] 4 2 0 -2 > x/2 #산술 연산: 나눗셈 [1] 1.0 0.5 0.0 -0.5 > x^2 #산술 연산: 제곱 [1] 4 1 0 1

> x>0 #관계 연산 [1] TRUE TRUE FALSE FALSE > x>0 & x<=1 #논리 연산 [1] FALSE TRUE FALSE FALSE

> log(x) #로그 함수 사용 [1] 0.6931472 0.0000000 -Inf NaN > exp(x) #지수 함수 사용 [1] 7.3890561 2.7182818 1.0000000 0.3678794

길이가 같은 두 자료벡터의 연산은 기본적으로 원소들끼리의 연산으로 수행된다.

 

 x=c(0,1,1), y=c(2,-1,1)

 

덧셈과 뺄셈

> x+y [1] 2 0 2 > x-y [1] -2 2 0

곱셈과 나눗셈

> x*y [1] 0 -1 1 > x/y [1] 0 -1 1

거듭제곱: (x,y,z)^(a,b,c)=(x^a, y^b, z^c)

> x^y [1] 0 1 1

[5]자료 벡터의 속성들

 

자료벡터의 속성은

• 자료의 유형: mode

• 길이: length

• 자료의 이름: names

 

두 자료벡터

x=c(x1=2, x2=1, x3=0, x4=-1, x5=3) /  / a=c(a1='kim', a2='lee', a3='park', a4='choi')

> x=c(x1=2, x2=1, x3=0, x4=-1, x5=3) > a=c(a1='kim', a2='lee', a3='park', a4='choi') > x x1 x2 x3 x4 x5 2 1 0 -1 3 > a a1 a2 a3 a4 "kim" "lee" "park" "choi" > #자료의 유형을 알아보자. > mode(x) [1] "numeric" # 수치형 자료임을 말함. > mode(a) [1] "character" # 문자형 자료임을 말함. > #벡터의 길이 즉 자료의 개수를 알아보자. > length(x) [1] 5 > length(a) [1] 4

> #벡터의 원소의 이름을 알아보자. > names(x) [1] "x1" "x2" "x3" "x4" "x5" > names(a) [1] "a1" "a2" "a3" "a4"

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