R 소프트웨어는 통계 처리를 목적으로 만들어진 오픈 소스 프로그램이다. 기존의 상용화된 통계 프로그램인 ‘S’ 보다 가격면 뿐만 아닌 성능면에서 능가하는 프로그램이 되길 기원하는 마음으로 알파벳 순서가 한글자 앞인 ’R’이라고 명명했다. R을 사용하기에 앞서 R core와 R studio가 설치되어야한다.
R studio는 보다 편하게 R를 쓸 수 있게 해주는 GUI 프로그램이다.
RStudio 프로그램을 이용하여 R의 기본적인 문법과 데이터의 유형을 학습한다. R에서는 콘솔(console)에도 명령어를 입력하여 실행할 수 있지만 가능하면 스크립트 (script)를 이용하여 명령어를 실행하고 저장하는 것이 좋다. 여기서는 RStudio에서 제공하는 스크립트를 기준으로 설명한다.
#
주석(comment)의 기능으로 프로그램 전반적인 내용, 명령어의 내용 등이 무엇을 의미하는지 알 수 있도록 사용자가 설명을 달아주는 기능이다. # 뒤에 있는 한 줄이 주석으로 처리되며 R에서 지정된 문법을 검사하지 않는다. 단 한 줄만 주석으로 처리되므로 다른 줄도 하고 싶으면 해당 줄 앞에 #를 써 주어야 한다.
;
세미콜론은 하나의 명령어가 끝났음을 알려주는 기능이다. 하지만 한 줄에 하나의 명령밖에 없으면 세미콜론을 해 주지 않아도 명령어가 끝났음을 인식한다.
Enter
다음 줄로 이동할 때 사용한다.
Ctrl + Enter
R의 명령어를 실행하는 기능이다. 명령어가 한 줄인 경우는 마우스의 위치는 해당 줄의 아무 곳에 있어도 상관이 없다. 명령어가 두 줄 이상인 경우에는 반드시 해당 명령어가 있는 곳을 블록잡고 실행시켜야 한다.
Shift + Enter
함수를 사용할 때에 함수에 들어가는 값을 argument라고 한다. 함수 안에 들어가는 argument가 많아지면 하나의 명령어가 길게 표현된다. 그러면 명령어를 이해하는 데에 불편함이 있다. Shift + Enter를 하면 동일한 위치에 다른 argument를 올 수 있도록 해 준다.
대소문자
R은 대소문자를 구별한다. 이것은 “case sensitive하다” 라고 표현한다. 소문자 x와 대문자 X는 전혀 다른 것을 의미하기 때문에 주의하기 바란다.
산술연산자 (+, -, *, /, …)
기호 | 의미 |
---|---|
+ | 더하기 |
- | 빼기 |
* | 곱하기 |
/ | 나누기 |
** | 거듭제곱 |
^ | 거듭제곱 |
%/% | 몫 |
%% | 나머지 |
연산자 | 설명 | 입력내용 | 결과 내용 |
---|---|---|---|
> | 크다 | 3 > 4 | FALSE |
>= | 크거나 같다 | 3 >= 4 | TRUE |
< | 작다 | 3 < 4 | TRUE |
<= | 작거나 같다 | 3 <= 4 | TRUE |
== | 같다 | 3 == 4 | FALSE |
!= | 같지 않다 | 3 != 4 | TRUE |
! | 아니다 | !(3 == 4) | TRUE |
연산자 | 설명 | 입력내용 | |
---|---|---|---|
<- | 오른쪽의 값을 왼쪽의 이름에 저장함 | x <- 3 | |
= | ’’ | y = 4 | |
-> | 왼쪽의 값을 오른쪽의 이름에 저장함 | 5 -> z |
연산자 | 설명 | 입력내용 | 결과 내용 |
---|---|---|---|
& 또는 && | AND | (조건1) & (조건2) | |
| 또는 || | OR | (조건1) | (조건2) | |
! | NOT | !(조건) |
함수명 | 설명 | 입력내용 | 결과 내용 |
---|---|---|---|
abs() | 절대값 | abs(-3) | 3 |
sqrt() | 제곱근 | sqrt(16) | 4 |
pi | 원주율 | pi | 3.141593 |
sign() | 부호 | sign(-3) | -1 |
round() | 반올림 | round(2.345, digits=2) | 2.35 |
ceiling() | 무조건 올림 | ceiling(2.3) | 3 |
floor() | 무조건 내림 | floor(2.7) | 2 |
exp() | 지수 | exp(10) | 22026.47 |
log() | 자연로그 | log(10) | 2.302585 |
log10() | 사용로그 | log10(10) | 1 |
log2() | 로그(2) | log2(10) | 3.321928 |
logb() | 일반화 로그 | logb(10, base=3) | 2.095903 |
factorial() | 계승 | factorial(4) | 24 |
choose() | 조합 | choose(4, 2) | 6 |
prod() | 곱 | prod(1:4) | 24 |
sin() | 사인(sine) | sin(0.5) | 0.4794255 |
cos() | 코사인(cosine) | cos(0.5) | 0.8775826 |
tan() | 탄젠트(tangent) | tan(0.5) | 0.5463025 |
x1 = 3; x2 = "NIER"; x3 = FALSE; x4 = 3-2i
mode(x1); mode(x2); mode(x3); mode(x4)
## [1] "numeric"
## [1] "character"
## [1] "logical"
## [1] "complex"
함수명 | 설명 | 입력내용 | 결과 내용 |
---|---|---|---|
is.numeric() | 수치형 여부 | is.numeric(데이터) | TRUE or FALSE |
is.integer() | 정수형 여부 | is.integer(데이터) | TRUE or FALSE |
is.double() | 실수형 여부 | is.double(데이터) | TRUE or FALSE |
is.character() | 문자형 여부 | is.character(데이터) | TRUE or FALSE |
is.logical() | 논리형 여부 | is.logical(데이터) | TRUE or FALSE |
is.complex() | 복소수형 여부 | is.complex(데이터) | TRUE or FALSE |
is.null() | NULL 여부 | is.null(데이터) | TRUE or FALSE |
is.na() | NA 여부 | is.na(데이터) | TRUE or FALSE |
is.finite() | 유한 수치 여부 | is.finite(데이터) TRUE or FALSE | |
is.infinite() | 무한 수치 여부 | is.infinite(데이터) | TRUE or FALSE |
x2 = c(x1, x2, x3, x4)
x2
## [1] "3" "NIER" "FALSE" "3-2i"
함수명 | 설명 | 입력내용 | 결과 내용 |
---|---|---|---|
as.numeric() | 수치형으로 변환 | as.numeric(데이터) | 변환되거나 NA |
as.integer() | 정수형으로 변환 | as.integer(데이터) | 변환되거나 NA |
as.double() | 실수형으로 변환 | as.double(데이터) | 변환되거나 NA |
as.character() | 문자형으로 변환 | as.character(데이터) | 변환되거나 NA |
as.logical() | 논리형으로 변환 | as.logical(데이터) | 변환되거나 NA |
as.complex() | 복소수형으로 변환 | as.complex(데이터) | 변환되거나 NA |
벡터(vector): 스칼라의 확장으로 한 개 이상의 데이터를 갖는다
v1 = c(3, 10, 12)
v2 = c("Kim", "Lee", "Park")
v3 = c(TRUE, FALSE, FALSE, FALSE)
v4 = c(v1, v2, v3)
v1; v2; v3; v4
## [1] 3 10 12
## [1] "Kim" "Lee" "Park"
## [1] TRUE FALSE FALSE FALSE
## [1] "3" "10" "12" "Kim" "Lee" "Park" "TRUE" "FALSE" "FALSE"
## [10] "FALSE"
(v1 = 1:5)
## [1] 1 2 3 4 5
(v2 = 5:1)
## [1] 5 4 3 2 1
(v3 = -3.3:5)
## [1] -3.3 -2.3 -1.3 -0.3 0.7 1.7 2.7 3.7 4.7
(v4 = 5:-3.3)
## [1] 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3
argument | 설명 |
---|---|
from | 시작값 |
to | 끝값 |
by | 얼마씩 증가 또는 감소시킬지를 정하는 단계값. 단, 감소시킬 경우에는 부호가 음수이어야 한다. 그렇지 않으면 에러(error)가 발생. |
(v1 = seq(from = 1, to = 5, by = 1))
## [1] 1 2 3 4 5
(v2 = seq(from = 1, to = 5, by = 0.5))
## [1] 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
(v3 = seq(from = 5, to = 1, by = -0.5))
## [1] 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
(v4 = seq(5, 1, -0.5))
## [1] 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0
mode(v1)
## [1] "numeric"
is.character(v1)
## [1] FALSE
is.numeric(v1)
## [1] TRUE
names(v1) = c("A", "B", "C", "D", "E")
v1
## A B C D E
## 1 2 3 4 5
weight = c(57, 81, 65, 49, 72)
weight[1]
## [1] 57
weight[2]
## [1] 81
weight[2:4]
## [1] 81 65 49
weight[c(1, 4, 5)]
## [1] 57 49 72
weight[-c(1, 4, 5)]
## [1] 81 65
v1 = 1:3
v2 = 4:6
v1 + v2
## [1] 5 7 9
v1 - v2
## [1] -3 -3 -3
v1 * v2
## [1] 4 10 18
v1 / v2
## [1] 0.25 0.40 0.50
v1 ** v2
## [1] 1 32 729
v1 = 1:3
v2 = 1:6
v1 + v2
## [1] 2 4 6 5 7 9
v2 = 1:10
v1 + v2
## Warning in v1 + v2: longer object length is not a multiple of shorter object
## length
## [1] 2 4 6 5 7 9 8 10 12 11
요인(factor)
argument | 설명 |
---|---|
x | 벡터를 지정한다. |
levels | 그룹으로 지정할 문자형 벡터를 지정하며, levels를 쓰지 않으면 오름차순으로 구분하여 자체적으로 그룹을 지정한다. |
labels | levels에 대한 문자형 벡터를 지정한다. |
ordered | levels에 대해 특정한 순서를 정하고 싶으면 TRUE를 지정한다. |
bt = c("A", "O", "A", "AB", "O", "B")
bt
## [1] "A" "O" "A" "AB" "O" "B"
bt_factor = factor(bt)
bt_factor
## [1] A O A AB O B
## Levels: A AB B O
levels(bt_factor)
## [1] "A" "AB" "B" "O"
levels(bt_factor) = c("A형", "AB형", "B형", "O형")
bt_factor
## [1] A형 O형 A형 AB형 O형 B형
## Levels: A형 AB형 B형 O형
리스트
s1 = 10
v1 = 1:10
m1 = matrix(1:4, nrow = 2, ncol = 2)
a1 = array(1:8, dim = c(2, 2, 2))
df1 = data.frame(id = 1:3, age = c(20, 30, 40))
f1 = factor(c("A", "O", "A", "AB", "O", "B"))
result = list(s1, v1, m1, a1, df1, f1)
result
## [[1]]
## [1] 10
##
## [[2]]
## [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
##
## [[3]]
## [,1] [,2]
## [1,] 1 3
## [2,] 2 4
##
## [[4]]
## , , 1
##
## [,1] [,2]
## [1,] 1 3
## [2,] 2 4
##
## , , 2
##
## [,1] [,2]
## [1,] 5 7
## [2,] 6 8
##
##
## [[5]]
## id age
## 1 1 20
## 2 2 30
## 3 3 40
##
## [[6]]
## [1] A O A AB O B
## Levels: A AB B O
result[2]
## [[1]]
## [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
result[[2]]
## [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
data.frame() 사용
dat = data.frame ( x = c (1 , 2 , 3 , 4 , 5) , y = c (2 , 4 , 6 , 8 , 10) )
dat
## x y
## 1 1 2
## 2 2 4
## 3 3 6
## 4 4 8
## 5 5 10
dat = data.frame ( x = c (1 , 2 , 3 , 4 , 5) ,
y = c (2 , 4 , 6 , 8 , 10) ,
z = c ('M', 'F', 'M', 'F', 'M') ) # Factor 형태의 z 열이 추가된 예
dat
## x y z
## 1 1 2 M
## 2 2 4 F
## 3 3 6 M
## 4 4 8 F
## 5 5 10 M
dat$v = c (3 , 6 , 9 , 12 , 15)
dat
## x y z v
## 1 1 2 M 3
## 2 2 4 F 6
## 3 3 6 M 9
## 4 4 8 F 12
## 5 5 10 M 15
dat$x
## [1] 1 2 3 4 5
dat$y
## [1] 2 4 6 8 10
dat$z
## [1] "M" "F" "M" "F" "M"
dat$v
## [1] 3 6 9 12 15
dat[1,2]
## [1] 2
dat[c(1,3),2]
## [1] 2 6
dat[-1,-c(2,3)] # 벡터로 인덱스를 지정하거나, 또는 제외할 행 또는 열을 - 로 표시할 수 있다.
## x v
## 2 2 6
## 3 3 9
## 4 4 12
## 5 5 15
dat[,c("x","y")] # 또는 컬럼명을 지정할 수도 있다.
## x y
## 1 1 2
## 2 2 4
## 3 3 6
## 4 4 8
## 5 5 10
str(dat)
## 'data.frame': 5 obs. of 4 variables:
## $ x: num 1 2 3 4 5
## $ y: num 2 4 6 8 10
## $ z: chr "M" "F" "M" "F" ...
## $ v: num 3 6 9 12 15
head(dat)
## x y z v
## 1 1 2 M 3
## 2 2 4 F 6
## 3 3 6 M 9
## 4 4 8 F 12
## 5 5 10 M 15
head(dat, n = 3)
## x y z v
## 1 1 2 M 3
## 2 2 4 F 6
## 3 3 6 M 9
tail(dat)
## x y z v
## 1 1 2 M 3
## 2 2 4 F 6
## 3 3 6 M 9
## 4 4 8 F 12
## 5 5 10 M 15
tail(dat, n = 3)
## x y z v
## 3 3 6 M 9
## 4 4 8 F 12
## 5 5 10 M 15
rownames(dat)
## [1] "1" "2" "3" "4" "5"
rownames(dat) = c("a", "b", "c", "d", "e")
colnames(dat)
## [1] "x" "y" "z" "v"
colnames(dat) = c("ab", "bc", "cd", "da")
dat[,colnames(dat) %in% c("ab")]
## [1] 1 2 3 4 5
dat[,!colnames(dat) %in% c("ab")]
## bc cd da
## a 2 M 3
## b 4 F 6
## c 6 M 9
## d 8 F 12
## e 10 M 15
argument | 설명 |
---|---|
pattern | 특정한 문자로 시작하거나 끝나거나 포함하고 있는지를 문자형으로 표현한다. a로 시작하는 것은 “^a”, a로 끝나는 것은 “a$”, a를 포함하는 것은 “a”로 지정한다.x 문자형 벡터를 지정한다. |
value | 논리형으로 TRUE으로 pattern를 만족하는 벡터의 값을 반환하고,FALSE를 지정하면 pattern를 만족하는 벡터의 위치(index)를 반환한다. |
grep("a", colnames(dat), value = TRUE) # 헤더이름 중 O가 들어가는 이름
## [1] "ab" "da"
grep("a", colnames(dat), value = FALSE) # 헤더이름 중 O가 들어가는 순서
## [1] 1 4
dat[, grep("a", colnames(dat), value = TRUE)] # 헤더이름 중 O가 들어가는 이름 중 10열까지 출력
## ab da
## a 1 3
## b 2 6
## c 3 9
## d 4 12
## e 5 15
argument | 설명 |
---|---|
x | 문자형 벡터를 지정한다. |
start | 추출할 문자의 첫 번째 위치를 정수형으로 지정. |
stop | 추출한 문자의 마지막 위치를 정수형으로 지정. |
substr(colnames(dat), start = 1, stop = 1) # 변수명 중에서 처음 두 개의 문자를 추출
## [1] "a" "b" "c" "d"
substr(colnames(dat), 1, 1) # 변수명 중에서 처음 두 개의 문자를 추출
## [1] "a" "b" "c" "d"
dat[, substr(colnames(dat), start = 1, stop = 1) == "b"] # 변수명 중에서 처음 1개의 문자를 추출한 것이 “a”와같은 열을 추출
## [1] 2 4 6 8 10
male = dat[dat$cd == "M" , ]
female = dat[dat$cd == "F" , ]
boxplot(dat$ab ~ dat$cd) #factor를 이용한 boxplot
* 이와 마찬가지로 원하는 조건에 따라 추출 가능
dat[dat$ab >= 5, ] # Organic이 5 ug m-3 이상인 자료
dat[(dat$cd == 'u') & (dat$bc >= 4), ] # Organic이 5 ug m-3 이상이고 풍상지역인 자료
dat[(dat$cd == 'u') | (dat$bc >= 4), ] # Organic이 5 ug m-3 이상이거나 풍상지역인 자료
dat[(dat$cd == 'u') | (dat$bc >= 4), 2:3] # Organic이 5 ug m-3 이상이거나 풍상지역인 자료 중 2번째, 3번째 컬럼
dat[(dat$cd == 'u') | (dat$bc >= 4), c("ab", "da")] # Organic이 5 ug m-3 이상이거나 풍상지역인 자료 중 "ORG", "SO4" 컬럼
R의 기본적인 제어문, 연산, 함수는 기본적으로 다른 언어와 유사하지만 저장된 데이터를 한번에 다루는 벡터연산을 수행한다는 점이 차별화임
x = 5
if (x > 0) "Positive number"
## [1] "Positive number"
x = - 5
if (x > 0) "Positive number" else "Negative number"
## [1] "Negative number"
x = - 5
ifelse (x > 0, "Positive number", "Negative number")
## [1] "Negative number"
x = - 5
if (x > 0){
"Positive number"
} else {
"Negative number"
}
## [1] "Negative number"
x = 0
if (x > 0){
"Positive number"
} else if (x == 0) {
"zero"
} else {
"Negative number"
}
## [1] "zero"
for (i in 1:5) print(1:i) # i를 1에서 5까지 반복하면서 1부터 1씩 증가하는 배열을 프린트 하라
## [1] 1
## [1] 1 2
## [1] 1 2 3
## [1] 1 2 3 4
## [1] 1 2 3 4 5
for (i in 1:5){
print(1:i) # i를 1에서 5까지 반복하면서 1부터 1씩 증가하는 배열을 프린트 하라
}
## [1] 1
## [1] 1 2
## [1] 1 2 3
## [1] 1 2 3 4
## [1] 1 2 3 4 5
for(n in c(2,5,10,20,50)){
x = stats::rnorm(n) # stats라는 패키지 안의 rnorm이라는 함수 사용 (Normal Distribution)
cat(n, ": ", sum(x^2), "\n", sep = "") # n, :, x 제곱의 합, 줄 바꿈, 구분자는 "")
}
## 2: 2.246834
## 5: 8.983418
## 10: 8.663297
## 20: 19.34989
## 50: 49.61685
f = factor(sample(letters[1:5], 10, replace = TRUE)) #letters (a부터 z까지) 중 처음 다섯글자를 대상으로 무작위 샘플링 10개를 해서 factor로 변환
for(i in unique(f)) print(i) # f 중 겹치지 않는 unique한 값만 하나씩 출력해라
## [1] "c"
## [1] "b"
## [1] "e"
## [1] "a"
i = 0
while ( i < 10) {
print ( i )
i = i + 1
}
## [1] 0
## [1] 1
## [1] 2
## [1] 3
## [1] 4
## [1] 5
## [1] 6
## [1] 7
## [1] 8
## [1] 9
fibo = function(n){
if ( n == 1 | n == 2){
x = n*2
} else {
x = n^2
}
return(x)
}
fibo(5)
## [1] 25