R 向量與運算

字元向量

字元向量（character vector）是由字元所構成的向量，而字元的表示方式是以雙引號夾著一序列的字元，例如 "x-values"、"New iteration results"，要指定一個字元向量也是使用 c() 函數：

str <- c("string 1", "string 2")

在 R 中常常會用到字元向量，例如繪圖時的標題或註解等。

字串輸入的時候也可以用單引號，所以也可以這樣寫：

str <- c('string 1', 'string 2')

但是 R 在輸出的時候則採用雙引號（或者有時不用引號）。

R 對字元的的處理採用 C 語言形式的跳脫序列（escape sequences），因此使用者可以透過跳脫序列輸入一些特殊字元，例如：

• \n：換行字元。
• \t：Tab 字元。
• \b：退位鍵（backspace）。
• \"：雙引號(")。
• \\：反斜線(\)。

在 R 中所謂的字元事實上就等於在一般語言中的字串（string），也就是說以下這些在 R 中都稱為字元（character）：

• ""：空字元。
• "a"：包含一個字母的字元。
• "string"：包含多個字母的字元。
• "Hello World!\n"：包含轉義控制序列的字元。

在處理字元時最常用的函數之一就是 paste()，它可以傳入任意多的參數，然後將每個參數轉換成字元，並且把它們一個接一個地串接起來，例如：

x <- 10
str <- paste("x=", x)

paste() 在串接字元時預設使用的分隔符號是一個空白字元，若要指定分隔符號可以使用 sep="string" 參數，例如：

x <- 10
str <- paste("x", x, sep = "-")

sep 也可以指定為空字元，例如：

labs <- paste(c("X", "Y"), 1:10, sep = "")

這裡較短的向量 c("X", "Y") 重複了五次以符合向量 1:10 的長度，得到的 labs 為 c("X1", "Y2", "X3", "Y4", "X5", "Y6", "X7", "Y8", "X9", "Y10")。

索引向量

若要存取向量的某個元素，可透過中括號（[]）使用索引向量（index vector）的方式存取，索引向量的使用方式有四種，以下分別介紹各種使用方式。

邏輯向量

這種情況下，索引向量與被挑選元素向量的長度必須一致，被挑選元素向量中對應索引向量為 TRUE 的元素將會被選出，而那些對應 FALSE 的元素則被忽略。例如：

x <- c(1, 2, NA,4)
y <- x[!is.na(x)]

這會將 x 向量中非 NA 的元素選出來，依照原本的順序指定給 y，若 x 中包含 NA 元素，則所得到的 y 向量長度就會比 x 向量的長度短。以下是另一個較複雜的例子：

x <- c(0, -1, -2, NA, 4, 6)
x <- x + 1
z <- x[(!is.na(x)) & x > 0]

這個例子首先把 x 每個元素都加一，然後選出非 NA 且大於 0 的元素，依照原本的順序指定給 z。

正整數向量

這種情況下，索引向量中的每個元素必須是 {1, 2, ..., length(x)} 的其中一個（length(x) 為向量 x 的長度），索引向量中索引對應的元素將會被選出，並且依照索引向量中的順序傳回，這種索引向量的長度沒有限制，所選出的向量長度會與索引向量的長度相同， 例如：

x[6]

表示 x 的第 6 個元素，此外

x <- 10:20
y <- x[1:5]
z <- x[ c(1, 2, 3, 1, 2, 3) ]

所得到的 y 為 x 的前 5 個元素，而 z 則為 c(10, 11, 12, 10, 11, 12)。更複雜的例子：

labs <- c("x", "y")[rep(c(1, 2, 2, 1), times = 4)]

這樣會產生一個長度為 16、由 "x", "y", "y", "x" 重複四次而構成的向量。rep() 為重複某個向量的函數。

負整數向量

這種索引向量與正整數向量規則一樣，負數的意思是將指定的元素排除，將剩餘的元素選出，例如：

x <- 10:20
y <- x[-(1:5)]

所得到的 y 向量為 c(15, 16, 17, 18, 19, 20)。

字串向量

這種索引向量只能用在可以用 names 屬性區別其元素的向量，在使用之前必須以 names() 函數先設定 names 屬性，例如：

fruit <- c(5, 10, 1, 20)
names(fruit) <- c("orange", "banana", "apple", "peach")
lunch <- fruit["apple"]

使用字串向量的好處就是容易記，這在使用 data frames 的時候效果比較明顯。

索引運算式也可以用在指定向量的元素上，在這種情況下只有那些被索引向量指定的元素會被更動，例如：

x <- c(1, 2, NA, NA, 3)
x[is.na(x)] <- 0

這樣只會將 x 向量中的 NA 元素設為 0，其餘的元素不變。而

y <- c(-1, -2, 0, 1, 2)
y[y < 0] <- -y[y < 0]

是將 y 取絕對值，與下面這個作法相同

y <- c(-1, -2, 0, 1, 2)
y <- abs(y)