基于R数据分析之常用Package讲解系列--1. data.table

时间:2024-01-25 22:10:55

利用data.table包变形数据

一. 基础概念

data.table 这种数据结构相较于R中本源的data.frame 在数据处理上有运算速度更快,内存运用更高效,可认为它是data.frame 的升级版。同时,data.table 包具备更多更强的功能,它基本工作形式是,

dt [i, j, by]

dt 为data.table 结构

i 为行,j 为列,by 为分组

二. 创建 data.table

和data.frame一样,如下:

data.table(a=c(1, 2), b=c("a", "b"))

 

    a b
1: 1 a
2: 2 b

 

转化data frame 或list 为 data.table,使用 setDT(df) (仅限于data.frame 和 list),as.data.table(df)(使用范围更广)

三. 取子集

3.1 行向(rows):

3.1.1. 以row numbers,dt [1:2, ]

3.1.2. 以条件(本质上是逻辑值 TRUE OR FALSE), dt [a>5, ]

有如下逻辑操作符:

<  <=  is.na()  %in%   |  %like%

>  >=  !is.na()  !          &  %between%  

3.2 列向(columns):

3.2.1. 抽提(同行,与data.frame一致)

dt [, c(2)] 

dt [, .(b, c)]

3.2.2. 归纳

dt [, .(x=sum(a))]       --     创建一个新data.table 用a列的和

其他函数如:mean,median, min, max等等

3.2.3. 计算列 (在:= 接上计算表达式)

dt [, c:=1+2] 

dt[a == 1, c := 1 + 2] 

dt[,`:=`(c = 1 , d = 2)]     --    计算分开计算多列

    a b c d
1: 1 a 1 2
2: 2 b 1 2

3.2.4. 删除某列

dt[,c := NULL]

3.2.5. 转换某列

dt[,b := as.integer(b)] – 如as.integer(), as.numeric(),as.character(), as.Date()等函数

四. 分组(by)

dt[, j, by = .(a)]      --  由a列内容进行分组

dt[, j, keyby= .(a)]  --  由a列内容进行分组,同时分类排序

常规分组操作:

dt[, .(c = sum(b)), by = a] –  以a列分组来计算b列和
dt[,c := sum(b), by = a] –  创建新列c来储存按a列分组来计算b列和的结果
dt[, .SD[1], by = a] – 抽提a列分组的第一行
dt[, .SD[.N], by = a] – 抽提a列分组的最后一行

五. 链式操作

dt[…][…]  

六. data.table的功能函数(重点)

6.1 重排

setorder(dt, a, -b)  -- a列升序,b列降序(-)

注意:data.table中以“set”为前缀的功能函数以及操作符“:=”行使功能时,在内存中不创建副本,因此 setDT(df) 比 df <- as.data.table(df)更高效。

6.2 去重

unique(dt, by = c("a", "b")) -- 依次去重a, b列

uniqueN(dt, by = c("a", "b")) -- 计数去重后的行数

6.3 修改列名

setnames(dt, c("a","b"), c("x", "y"))

6.4 设置键(SET KEYS)

setkey(dt, a, b) -- 设置键是为快速重复查找特殊列用dt[.(value), ],或者是为了合并列用dt_a[dt_b]

七. 合并 data.tables

7.1 按列合并

dt_a[dt_b,on = .(b = y)]  -- 用于两个data.table有相同列的合并,如dt_a的b列与dt_b的y列相同

dt_a[dt_b,on = .(b = y, c > z)]  -- 上式的扩展,不仅用于相同列,更用于带有条件的合并,如不仅满足dt_a的b列与dt_b的y列相同,而且要满足dt_a的c列大于dt_b的z列

7.2 滚动合并

dt_a[dt_b, on = .(id = id, date = date), roll = TRUE]  --  不仅按id,data进行匹配,同时保持向最近一行进行匹配

7.3 全合并

rbind(dt_a, dt_b) -- 行合并

cbind(dt_a, dt_b) -- 列合并

八. 重构data.table(与reshape2包相似)

长数据 变 宽数据

dcast(dt, id ~ y, value.var= c("a", "b"))

宽数据 变 长数据

melt(dt,
id.vars= c("id"),
measure.vars= patterns("^a", "^b"),
variable.name = "y",
value.name = c("a", "b"))

九. 应用Apply 函数

dt[, lapply(.SD, mean), .SDcols = c("a", "b")]   --- 

e.g. mean(), as.character(),
which.max()。

cols <-c("a")
dt[, paste0(cols, "_m") := lapply(.SD, mean),
.SDcols = cols] --- 重命名运算后的列

十. 对连续行计数

dt[, c := 1:.N, by = b] -- 分组后,计数行数,即计算每组有多少行

dt[, c := shift(a, 1), by = b]  

十一. 读取和写入文件

fread("file.csv")

fread("file.csv", select = c("a", "b")) 这个函数很强大,除了读文件以外,可以直接读网址

fwrite(dt, "file.csv")  写入文件