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R 列表變數與 Data Frames

本篇介紹 R 的列表變數與 data frames 的使用方式。

R 列表變數

R 的列表（list）變數類似向量，內含多個元素，不過跟向量不同的是列表是一種復合型的變數，其中的每個元素可以是不同的類型，我們可以將各式各樣不同類型的變數儲存在一個列表變數中。

建立列表變數

列表變數可以使用 list 函數來建立，而其內容的指定方式跟 c 函數類似，但 list 可以允許各種不同類型的資料混合使用，例如向量、矩陣、字元變數等，甚至是函數也可以：

x.list <- list(1:3, "G.T.Wang", matrix(3:6, nrow = 2), sin)
x.list

[[1]]
[1] 1 2 3

[[2]]
[1] "G.T.Wang"

[[3]]
     [,1] [,2]
[1,]    3    5
[2,]    4    6

[[4]]
function (x)  .Primitive("sin")

我們也可以為列表的每個元素命名：

x.list <- list(
  seq = 1:3,
  name = "G.T.Wang",
  mat = matrix(3:6, nrow = 2),
  fun = sin)
x.list

$seq
[1] 1 2 3

$name
[1] "G.T.Wang"

$mat
     [,1] [,2]
[1,]    3    5
[2,]    4    6

$fun
function (x)  .Primitive("sin")

或是在建立列表之後，再使用 names 函數指定每個元素的名稱：

names(x.list) <- c("seq", "name", "mat", "fun")

列表變數的元素中也允許納入其他的列表變數，形成巢狀的資料結構：

y.list <- list(
  var1 = list( name = "pi", val = pi),
  var2 = list( name = "e", val = exp(1))
)
y.list

$var1
$var1$name
[1] "pi"

$var1$val
[1] 3.141593


$var2
$var2$name
[1] "e"

$var2$val
[1] 2.718282

列表的巢狀結構層數並沒有什麼限制，不管要建立幾層都沒問題。

如果列表的巢狀結超過數萬層以上，R 可能會產生錯誤訊息，不過這個限制在實際的情況下不太容易發生。

列表變數的索引

列表變數跟一般的向量一樣可以使用 [] 來存取其中的元素，可使用的索引類型有正整數、負整數、邏輯向量或元素名稱：

x.list[1:3]

$seq
[1] 1 2 3

$name
[1] "G.T.Wang"

$mat
     [,1] [,2]
[1,]    3    5
[2,]    4    6

x.list[-4]

$seq
[1] 1 2 3

$name
[1] "G.T.Wang"

$mat
     [,1] [,2]
[1,]    3    5
[2,]    4    6

x.list[c(TRUE, TRUE, TRUE, FALSE)]

$seq
[1] 1 2 3

$name
[1] "G.T.Wang"

$mat
     [,1] [,2]
[1,]    3    5
[2,]    4    6

x.list[c("seq", "name", "mat")]

$seq
[1] 1 2 3

$name
[1] "G.T.Wang"

$mat
     [,1] [,2]
[1,]    3    5
[2,]    4    6

以上幾種存取方式所得到的結果都會是一個新的列表變數，如若希望取得一個元素並保持原有的型態，可以改用 [[]] 運算子，這個運算子可以使用正整數或元素名稱來提取對應的列表元素：

x.list[[2]]

[1] "G.T.Wang"

x.list[["name"]]

[1] "G.T.Wang"

對於有名稱的列表元素，也可以使用錢字號運算子（$）加上元素名稱來存取：

x.list$name

[1] "G.T.Wang"

使用錢字號運算子的方式跟 [[]] 運算子一樣也可以保留元素原本的型態，而且還有其他的優點，例如在 R 中打字的時候，我們可以輸入元素名稱的開頭幾的字母，再按下 Tab 鍵讓 R 自動補齊剩餘的名稱，另外 R 也允許使用名稱開頭的幾個字母來存取元素（前提是輸入的字母要讓 R 足以辨識要指定的元素）：