dplyr包--数据操作与清洗

　　

1.简介

　　在我们数据分析的实际应用中，我们可能会花费大量的时间在数据清洗上，而如果使用 R 里面自带的一些函数（base 包的 transform 等），可能会觉得力不从心，或者不是很人性化。好在我们有其他选择。这里我们介绍 dplyr 包。

首先加载包：

install.packages("dplyr")
library(dplyr)

单表操作函数（one table verbs）如下：

    filter: 保留满足条件的行
    select: 使用列名选出列
    arrange: 对数据的所有行排序
    mutate: 添加新的变量
    summarise: 分类汇总

这些函数的结构如下：

operationName(.data, ...)
operationName _(.data, ..., .dots)
# transmute对已有列进行数据运算并添加为新列删除原来的列
transmute(.data, ...)
transmute_(.data, ..., .dots)
# slice根据位置选择行
slice(.data, ...)
slice_(.data, ..., .dots)

参数说明：

• 第一个参数为 data frame 名
• 接下来的参数是指定函数操作的依据（或条件）
• 通常返回的是一个 data frame

为了更好地表述我们的操作，这里使用一个构造的 data frame。

df <- data.frame(color = c(:)
View(df)

2.filter--保留满足条件的行

# filter返回满足条件的行
filter(.data, ...)
filter_(.data, ..., .dots)

　　filter 用于选择满足条件的观测（行），第一个参数是 data frame 名字，第二个参数是条件。这里举两个例子，我们对上面构造的 data frame 进行 filter 操作。第一个例子要求选取 color == blue 的观测； 第二个例子要求选取 value == 1 或者 value == 4 的观测。

# 选取 `color == blue` 的观测
> filter(df, color == "blue")
##    color value
 
# 选取 `value == ` 或者 `value ==  ` 的观测。
> filter(df, value %, ))
##    color value

效果如下：

注意： 这里需要提醒的是，对于多条件的选择，需要完整条件的，然后使用集合运算符将条件拼接起来。集合运算符有 !、|、&、xor(交补)。条件的判断符有>(=)、<(=)、==、!=、%in% (判断元素是否在集合或者列表内，返回逻辑值)。如下：

filter(flights, dest %in% c("SFO", "OAK"))
filter(flights, dest == "SFO" | dest == "OAK")
 # 下面是错误写法
filter(flights, dest == "SFO" | "OAK")

3.select--选择需要的列

# select选择需要的变量keeps only the variables you mention
select(.data, ...)
select_(.data, ..., .dots)

select用于选择需要的列：

> select(df, color)
##    color
##   blue
##  black
##   blue
##   blue
##  black
> select(df, -color)
##    value
##
##
##
##
##      

注意：select 中负号表示不选择。其中变量的声明还有其他形式，比如B:F表示从 B 列到 F 列所有列；ends_with("string") 表示选取列名以 string 结尾的全部列；contains("string") 表示选取列名中含有 string 的所有列。代码如下：

select(flights, arr_delay, dep_delay)
select(flights, arr_delay:dep_delay)
select(flights, ends_with("delay"))
select(flights, contains("delay"))

select()函数，传递的参数：

• starts_with(x,ignor.case = TRUE) # 选择以字符x开头的变量
• ends_with(x,ignore.case = TRUE) # 选择以字符x结尾的变量
• contains(x,ignore.case = TRUE) #选择所有包含x的变量
• matches(x,ignore.case = TRUE) #选择匹配正则表达式的变量
• num_range("x", 1:5, width = 2) #选择从x01到x05的数值型变量
• one_of("x", "y", "z") #选择包含在声明变量中的变量
• everything() #选择所有变量，一般调整数据集中变量顺序时使用

4.arrange--对数据的所有行排序

# arrange按给定的列名依次对行进行排序.
arrange(.data, ...)
arrange_(.data, ..., .dots)

　　arrange 用于根据变量排序，如果排序依据（列）是字符，按照字母表的顺序，如果是数字，默认按照从小到大的顺序排序，如果需要使用逆序排，可以使用desc(var) 或者 -var。

> arrange(df, color)
##    color value
##  black
##  black
##   blue
##   blue
##   blue
> arrange(df, desc(value))
##    color value
##  black
##   blue
##   blue
##  black
##   blue     

注意：多个排序依据直接把列名放在函数内，用逗号隔开；可以在排序里面使用计算，比如：

arrange(flights, date, hour, minute)
arrange(flights, desc(dep_delay - arr_delay))

5.mutate---添加新的变量

# mutate对已有列进行数据运算并添加为新列并保存已有列和新列
mutate(.data, ...)
mutate_(.data, ..., .dots)

　　mutate 用于添加新的变量，直接使用列名进行计算得到新变量即可。而且它很有特色地方是，可以使用刚添加的变量，也就是在一个语句中可以多个变量，而且变量可以来源于刚新建的变量。

> mutate(df,  * value, quadruple =  * double)
##    color value double quadruple
##   blue
##  black
##   blue
##   blue
##  black                  

6.summarise---数据汇总

# summarise分类汇总Summarise multiple values to a single value
summarise(.data, ...)
summarise_(.data, ..., .dots)

　　summarise 可以用于“分类汇总”，但不是传统意义上的分类汇总，它还能做更多。

　　实际上它是把我们现有的完整 data frame 依据分组依据（这里是 color）拆分成多个data frame，然后对每个 data frame 分别计算，类似于ddply。

　　使用经历：分组依据可以多个，比如根据城市、月份、年份，我们对数据进行分类汇总，可以得到每个城市每一年每月的情况。

summarise 可以使用的函数有：

• min(x), median(x), max(x), quantile(x, p),IQR()等统计量
• n()返回观测个数, n_distinct()返回不同的观测个数, sum(x), mean(x)
• sum(x > 10), mean(x > 10)
• sd(x)标准差, var(x)方差, iqr(x), mad(x)
• first()返回第一个观测
• last()返回最后一个观测
• nth(x,n)返回第n个观测

summarize(df,max(y))
summarize(df,n())

> by_color <- group_by(df, color) # 分组依据
> summarise(by_color, total = sum(value)) # 分组求和
## Source: local data frame [ x ]
##    color total
##  black
##   blue     

7.rename---重命名变量

# rename 保留所有变量keeps all variables
rename(.data, ...)
rename_(.data, ..., .dots)
 
rename(tbl,newname = oldname,…)

示例：

rename(dftbl,x1 = x,y1 = y)
rename(iris, petal_length = Petal.Length)

8.group_by()---分组

以上函数已经很方便了, 但是当它们跟分组操作这个概念结合起来时, 那才叫真正的强大! 当对数据集通过 group_by() 添加了分组信息后,mutate(), arrange() 和 summarise() 函数会自动对这些 tbl 类数据执行分组操作 (R语言泛型函数的优势). group_by()函数指定tbl对象中的一个分组对象,再根据这个分组对象进行分类汇总.

例如: 对飞机航班数据按飞机编号 (TailNum) 进行分组, 计算该飞机航班的次数 (count = n()), 平均飞行距离 (dist = mean(Distance, na.rm = TRUE)) 和 延时 (delay = mean(ArrDelay, na.rm = TRUE))

planes <- group_by(hflights_df, TailNum)
delay <- summarise(planes,
  count = n(),
  dist = mean(Distance, na.rm = TRUE),
  delay = mean(ArrDelay, na.rm = TRUE))
delay <- filter(delay, count > , dist < )

用 ggplot2 包作个图观察一下, 发现飞机延时不延时跟飞行距离没太大相关性:

ggplot(delay, aes(dist, delay)) +
  geom_point(aes(size = count), alpha = /) +
  geom_smooth() +
  scale_size_area()

9.join---数据集的连接

数据框中经常需要将多个表进行连接操作,如左连接、右连接、内连接等，这里dplyr包也提供了数据集的连接操作。如下：

• inner_join #内连接 包含x及y中匹配的行
• left_join #左连接 显示所有x中以及y中匹配的行，y中不一样的赋NA
• right_join #右连接
• full_join #全连
• semi_join # 返回能够与y表匹配的x表所有记录
• anti_join # 返回无法与y表匹配的x表的所有记录

x=data.frame(name=c("John","Paul","George","Ringo","Stuart","Pete"),
             instrument= c("guitar","guitar","drums","bass","drums","bass"))
y=data.frame(name=c("John","Paul","George","Ringo","Brian"),
             band=c("TRUE","TRUE","TRUE","TRUE","FALSE"))
View(x)
View(y)

View(left_join(x,y))  #把y表追加到x表后面

View(inner_join(x,y)) 

View(right_join(x,y))

View(semi_join(x,y)) 

View(anti_join(x,y)) 

View(full_join(x,y)) 

10.管道操作（%>% or %.%）

将上一个函数的输出作为下一个函数的输入,%.%已废弃

示例：

Batting数据集如下：

library(Lahman)
Batting %>%
  group_by(playerID) %>%
  summarise(total = sum(G)) %>%
  arrange(desc(total)) %>%
  View()

# 一种写法
head(arrange(summarise(group_by(Batting, playerID), total = sum(G)) , desc(total)), )
# 另一种写法
totals <- aggregate(. ~ playerID, data=Batting[,c("playerID","R")], sum)
ranks <- sort.list(-totals$R)
totals[ranks[:],]

11.dplyr连接mysql数据框

如果需要获取MySQL数据库中的数据时,可以直接使用dplyr包中的src_mysql()函数：

src_mysql(dbname,host = NULL,port = 0L,user = “root”,password = “password”,…) 

示例如下：

#dplyr连接mysql数据库
library(dplyr)
my_db <- src_mysql(dbname = "rmysql",
                   host = localhost,
                   port = ,
                   user = "rmysql",
                   password = "rmysql")
my_tbl <- tbl(my_db,from = "my_table") #my_table为数据库中的表

本文链接：http://www.cnblogs.com/homewch/p/5778402.html