dplyrs 单表动词
dplyr 在 R 中引入了数据操作的语法。它提供了一致的界面来处理数据，无论数据存储在何处： data.frame ， data.table或 database。dplyr 的关键部分是使用 Rcpp编写的，这使得处理内存数据的速度非常快。
dplyr 的理念是拥有能够做到一件好事的小功能。五个简单函数（filter，arrange，select，mutate 和 summarise）可用于揭示描述数据的新方法。当与 group_by 结合使用时，这些函数可用于计算分组汇总统计信息。
语法共性
所有这些函数都有类似的语法：
- 所有这些函数的第一个参数始终是数据框
- 可以使用裸变量名称直接引用列（即，不使用
$） - 这些功能不会修改原始数据本身，即它们没有副作用。因此，结果应始终保存到对象中。
我们将使用内置的 mtcars 数据集来探索 dplyr 的单表动词。mtcars 的类型转换为 tbl_df（因为它使打印清洁器）之前，我们添加的数据集的 rownames 如使用 rownames_to_column 函数从一列 tibble 包。
library(dplyr) # This documentation was written using version 0.5.0
mtcars_tbl <- as_data_frame(tibble::rownames_to_column(mtcars, "cars"))
# examine the structure of data
head(mtcars_tbl)
# A tibble: 6 x 12
# cars mpg cyl disp hp drat wt qsec vs am gear carb
# <chr> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 Mazda RX4 21.0 6 160 110 3.90 2.620 16.46 0 1 4 4
#2 Mazda RX4 Wag 21.0 6 160 110 3.90 2.875 17.02 0 1 4 4
#3 Datsun 710 22.8 4 108 93 3.85 2.320 18.61 1 1 4 1
#4 Hornet 4 Drive 21.4 6 258 110 3.08 3.215 19.44 1 0 3 1
#5 Hornet Sportabout 18.7 8 360 175 3.15 3.440 17.02 0 0 3 2
#6 Valiant 18.1 6 225 105 2.76 3.460 20.22 1 0 3 1
过滤
filter 帮助符合特定条件的子集行。第一个参数是 data.frame 的名称，第二个（和后续）参数是过滤数据的标准（这些标准应评估为 TRUE 或 FALSE）
子集所有有 4 个汽缸的汽车 - cyl：
filter(mtcars_tbl, cyl == 4)
# A tibble: 11 x 12
# cars mpg cyl disp hp drat wt qsec vs am gear carb
# <chr> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 Datsun 710 22.8 4 108.0 93 3.85 2.320 18.61 1 1 4 1
#2 Merc 240D 24.4 4 146.7 62 3.69 3.190 20.00 1 0 4 2
#3 Merc 230 22.8 4 140.8 95 3.92 3.150 22.90 1 0 4 2
#4 Fiat 128 32.4 4 78.7 66 4.08 2.200 19.47 1 1 4 1
#5 Honda Civic 30.4 4 75.7 52 4.93 1.615 18.52 1 1 4 2
# ... with 6 more rows
我们可以传递用逗号分隔的多个条件。对具有 4 或 6 个气缸的车辆进行分组 - cyl 并且有 5 个档位 - gear：
filter(mtcars_tbl, cyl == 4 | cyl == 6, gear == 5)
# A tibble: 3 x 12
# cars mpg cyl disp hp drat wt qsec vs am gear carb
# <chr> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 Porsche 914-2 26.0 4 120.3 91 4.43 2.140 16.7 0 1 5 2
#2 Lotus Europa 30.4 4 95.1 113 3.77 1.513 16.9 1 1 5 2
#3 Ferrari Dino 19.7 6 145.0 175 3.62 2.770 15.5 0 1 5 6
filter 根据条件选择行，按位置选择行，使用 slice。slice 只有 2 个参数：第一个是 data.frame，第二个是整数行值。
要选择第 6 行到第 9 行：
slice(mtcars_tbl, 6:9)
# A tibble: 4 x 12
# cars mpg cyl disp hp drat wt qsec vs am gear carb
# <chr> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 Valiant 18.1 6 225.0 105 2.76 3.46 20.22 1 0 3 1
#2 Duster 360 14.3 8 360.0 245 3.21 3.57 15.84 0 0 3 4
#3 Merc 240D 24.4 4 146.7 62 3.69 3.19 20.00 1 0 4 2
#4 Merc 230 22.8 4 140.8 95 3.92 3.15 22.90 1 0 4 2
要么：
slice(mtcars_tbl, -c(1:5, 10:n()))
这导致与 slice(mtcars_tbl, 6:9) 相同的输出
n() 表示当前组中的观察数
安排
arrange 用于按指定的变量对数据进行排序。就像之前的动词（以及 dplyr 中的所有其他函数）一样，第一个参数是 data.frame，后续参数用于对数据进行排序。如果传递了多个变量，则数据首先按第一个变量排序，然后按第二个变量排序，依此类推。
按马力订购数据 - hp
arrange(mtcars_tbl, hp)
# A tibble: 32 x 12
# cars mpg cyl disp hp drat wt qsec vs am gear carb
# <chr> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 Honda Civic 30.4 4 75.7 52 4.93 1.615 18.52 1 1 4 2
#2 Merc 240D 24.4 4 146.7 62 3.69 3.190 20.00 1 0 4 2
#3 Toyota Corolla 33.9 4 71.1 65 4.22 1.835 19.90 1 1 4 1
#4 Fiat 128 32.4 4 78.7 66 4.08 2.200 19.47 1 1 4 1
#5 Fiat X1-9 27.3 4 79.0 66 4.08 1.935 18.90 1 1 4 1
#6 Porsche 914-2 26.0 4 120.3 91 4.43 2.140 16.70 0 1 5 2
# ... with 26 more rows
以每加仑英里数为单位来计算数据 - mpg 按降序排列，然后是气缸数 - cyl：
arrange(mtcars_tbl, desc(mpg), cyl)
# A tibble: 32 x 12
# cars mpg cyl disp hp drat wt qsec vs am gear carb
# <chr> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 Toyota Corolla 33.9 4 71.1 65 4.22 1.835 19.90 1 1 4 1
#2 Fiat 128 32.4 4 78.7 66 4.08 2.200 19.47 1 1 4 1
#3 Honda Civic 30.4 4 75.7 52 4.93 1.615 18.52 1 1 4 2
#4 Lotus Europa 30.4 4 95.1 113 3.77 1.513 16.90 1 1 5 2
#5 Fiat X1-9 27.3 4 79.0 66 4.08 1.935 18.90 1 1 4 1
#6 Porsche 914-2 26.0 4 120.3 91 4.43 2.140 16.70 0 1 5 2
# ... with 26 more rows
选择
select 用于仅选择变量的子集。要从 mtcars_tbl 中仅选择 mpg，disp，wt，qsec 和 vs：
select(mtcars_tbl, mpg, disp, wt, qsec, vs)
# A tibble: 32 x 5
# mpg disp wt qsec vs
# <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 21.0 160.0 2.620 16.46 0
#2 21.0 160.0 2.875 17.02 0
#3 22.8 108.0 2.320 18.61 1
#4 21.4 258.0 3.215 19.44 1
#5 18.7 360.0 3.440 17.02 0
#6 18.1 225.0 3.460 20.22 1
# ... with 26 more rows
:表示法可用于选择连续的列。从 cars 到 disp 和 vs 到 carb 选择列：
select(mtcars_tbl, cars:disp, vs:carb)
# A tibble: 32 x 8
# cars mpg cyl disp vs am gear carb
# <chr> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 Mazda RX4 21.0 6 160.0 0 1 4 4
#2 Mazda RX4 Wag 21.0 6 160.0 0 1 4 4
#3 Datsun 710 22.8 4 108.0 1 1 4 1
#4 Hornet 4 Drive 21.4 6 258.0 1 0 3 1
#5 Hornet Sportabout 18.7 8 360.0 0 0 3 2
#6 Valiant 18.1 6 225.0 1 0 3 1
# ... with 26 more rows
或者 select(mtcars_tbl, -(hp:qsec))
对于包含多个列的数据集，按名称选择多个列可能会非常繁琐。为了让生活更轻松，有许多辅助功能（如 starts_with()，ends_with()，contains()，matches()，num_range()，one_of() 和 everything()）可以在 select 中使用。要了解有关如何使用它们的更多信息，请参阅 ?select_helpers 和 ?select。
注意 ：直接在 select() 中引用列时，我们使用裸列名称，但在引用辅助函数中的列时应使用引号。
要在选择时重命名列：
select(mtcars_tbl, cylinders = cyl, displacement = disp)
# A tibble: 32 x 2
# cylinders displacement
# <dbl> <dbl>
#1 6 160.0
#2 6 160.0
#3 4 108.0
#4 6 258.0
#5 8 360.0
#6 6 225.0
# ... with 26 more rows
正如所料，这会丢弃所有其他变量。
要重命名列而不删除其他变量，请使用 rename：
rename(mtcars_tbl, cylinders = cyl, displacement = disp)
# A tibble: 32 x 12
# cars mpg cylinders displacement hp drat wt qsec vs
# <chr> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 Mazda RX4 21.0 6 160.0 110 3.90 2.620 16.46 0
#2 Mazda RX4 Wag 21.0 6 160.0 110 3.90 2.875 17.02 0
#3 Datsun 710 22.8 4 108.0 93 3.85 2.320 18.61 1
#4 Hornet 4 Drive 21.4 6 258.0 110 3.08 3.215 19.44 1
#5 Hornet Sportabout 18.7 8 360.0 175 3.15 3.440 17.02 0
#6 Valiant 18.1 6 225.0 105 2.76 3.460 20.22 1
# ... with 26 more rows, and 3 more variables: am <dbl>, gear <dbl>, carb <dbl>
变异
mutate 可用于向数据添加新列。与 dplyr 中的所有其他函数一样，mutate 不会将新创建的列添加到原始数据中。列在 data.frame 的末尾添加。
mutate(mtcars_tbl, weight_ton = wt/2, weight_pounds = weight_ton * 2000)
# A tibble: 32 x 14
# cars mpg cyl disp hp drat wt qsec vs am gear carb weight_ton weight_pounds
# <chr> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 Mazda RX4 21.0 6 160.0 110 3.90 2.620 16.46 0 1 4 4 1.3100 2620
#2 Mazda RX4 Wag 21.0 6 160.0 110 3.90 2.875 17.02 0 1 4 4 1.4375 2875
#3 Datsun 710 22.8 4 108.0 93 3.85 2.320 18.61 1 1 4 1 1.1600 2320
#4 Hornet 4 Drive 21.4 6 258.0 110 3.08 3.215 19.44 1 0 3 1 1.6075 3215
#5 Hornet Sportabout 18.7 8 360.0 175 3.15 3.440 17.02 0 0 3 2 1.7200 3440
#6 Valiant 18.1 6 225.0 105 2.76 3.460 20.22 1 0 3 1 1.7300 3460
# ... with 26 more rows
注意在创建 weight_pounds 时使用 weight_ton。与基础 R 不同，mutate 允许我们引用刚刚创建的列用于后续操作。
要仅保留新创建的列，请使用 transmute 而不是 mutate：
transmute(mtcars_tbl, weight_ton = wt/2, weight_pounds = weight_ton * 2000)
# A tibble: 32 x 2
# weight_ton weight_pounds
# <dbl> <dbl>
#1 1.3100 2620
#2 1.4375 2875
#3 1.1600 2320
#4 1.6075 3215
#5 1.7200 3440
#6 1.7300 3460
# ... with 26 more rows
总结
summarise 通过将多个值折叠为单个值来计算变量的汇总统计信息。它可以计算多个统计信息，我们可以在同一语句中命名这些汇总列。
要计算数据集中所有汽车的 mpg 和 disp 的平均值和标准差 ：
summarise(mtcars_tbl, mean_mpg = mean(mpg), sd_mpg = sd(mpg),
mean_disp = mean(disp), sd_disp = sd(disp))
# A tibble: 1 x 4
# mean_mpg sd_mpg mean_disp sd_disp
# <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 20.09062 6.026948 230.7219 123.9387
group_by
group_by 可用于对数据执行分组操作。当上面定义的谓词应用于此分组数据时，它们将自动分别应用于每个组。
为了找到 mean 和 sd 的 mpg 由 cyl ：
by_cyl <- group_by(mtcars_tbl, cyl)
summarise(by_cyl, mean_mpg = mean(mpg), sd_mpg = sd(mpg))
# A tibble: 3 x 3
# cyl mean_mpg sd_mpg
# <dbl> <dbl> <dbl>
#1 4 26.66364 4.509828
#2 6 19.74286 1.453567
#3 8 15.10000 2.560048
把它全部放在一起
我们从 cars 到 hp 和 gear 选择列，按 cyl 排序行，从最高到最低 mpg 排序，按 gear 分组数据，最后只有那些车的子集有 mpg> 20 和 hp> 75
selected <- select(mtcars_tbl, cars:hp, gear)
ordered <- arrange(selected, cyl, desc(mpg))
by_cyl <- group_by(ordered, gear)
filter(by_cyl, mpg > 20, hp > 75)
Source: local data frame [9 x 6]
Groups: gear [3]
# cars mpg cyl disp hp gear
# <chr> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 Lotus Europa 30.4 4 95.1 113 5
#2 Porsche 914-2 26.0 4 120.3 91 5
#3 Datsun 710 22.8 4 108.0 93 4
#4 Merc 230 22.8 4 140.8 95 4
#5 Toyota Corona 21.5 4 120.1 97 3
# ... with 4 more rows
也许我们对中间结果不感兴趣，我们可以通过包装函数调用来实现与上面相同的结果：
filter(
group_by(
arrange(
select(
mtcars_tbl, cars:hp
), cyl, desc(mpg)
), cyl
),mpg > 20, hp > 75
)
这可能有点难以阅读。因此，可以使用管道 %>%运算符链接 dplyr 操作。以上代码转换为：
mtcars_tbl %>%
select(cars:hp) %>%
arrange(cyl, desc(mpg)) %>%
group_by(cyl) %>%
filter(mpg > 20, hp > 75)
总结多列
dplyr 提供 summarise_all() 以将函数应用于所有（非分组）列。
要查找每列的不同值的数量，请执行以下操作：
mtcars_tbl %>%
summarise_all(n_distinct)
# A tibble: 1 x 12
# cars mpg cyl disp hp drat wt qsec vs am gear carb
# <int> <int> <int> <int> <int> <int> <int> <int> <int> <int> <int> <int>
#1 32 25 3 27 22 22 29 30 2 2 3 6
要通过 cyl 查找每列的不同值的数量：
mtcars_tbl %>%
group_by(cyl) %>%
summarise_all(n_distinct)
# A tibble: 3 x 12
# cyl cars mpg disp hp drat wt qsec vs am gear carb
# <dbl> <int> <int> <int> <int> <int> <int> <int> <int> <int> <int> <int>
#1 4 11 9 11 10 10 11 11 2 2 3 2
#2 6 7 6 5 4 5 6 7 2 2 3 3
#3 8 14 12 11 9 11 13 14 1 2 2 4
请注意，我们只需要添加 group_by 语句，其余代码是相同的。输出现在由三行组成 - 一个用于 cyl 的每个唯一值。
要 summarise 特定的多列，请使用 summarise_at
mtcars_tbl %>%
group_by(cyl) %>%
summarise_at(c("mpg", "disp", "hp"), mean)
# A tibble: 3 x 4
# cyl mpg disp hp
# <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 4 26.66364 105.1364 82.63636
#2 6 19.74286 183.3143 122.28571
#3 8 15.10000 353.1000 209.21429
可以使用 helper 函数（?select_helpers）代替列名来选择特定列
要应用多个函数，请将函数名称作为字符向量传递：
mtcars_tbl %>%
group_by(cyl) %>%
summarise_at(c("mpg", "disp", "hp"),
c("mean", "sd"))
或将它们包装在 funs 中：
mtcars_tbl %>%
group_by(cyl) %>%
summarise_at(c("mpg", "disp", "hp"),
funs(mean, sd))
# A tibble: 3 x 7
# cyl mpg_mean disp_mean hp_mean mpg_sd disp_sd hp_sd
# <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 4 26.66364 105.1364 82.63636 4.509828 26.87159 20.93453
#2 6 19.74286 183.3143 122.28571 1.453567 41.56246 24.26049
#3 8 15.10000 353.1000 209.21429 2.560048 67.77132 50.97689
现在，列名称附加了函数名称以使它们保持不同。要更改此设置，请传递要附加功能的名称：
mtcars_tbl %>%
group_by(cyl) %>%
summarise_at(c("mpg", "disp", "hp"),
c(Mean = "mean", SD = "sd"))
mtcars_tbl %>%
group_by(cyl) %>%
summarise_at(c("mpg", "disp", "hp"),
funs(Mean = mean, SD = sd))
# A tibble: 3 x 7
# cyl mpg_Mean disp_Mean hp_Mean mpg_SD disp_SD hp_SD
# <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 4 26.66364 105.1364 82.63636 4.509828 26.87159 20.93453
#2 6 19.74286 183.3143 122.28571 1.453567 41.56246 24.26049
#3 8 15.10000 353.1000 209.21429 2.560048 67.77132 50.97689
要有条件地选择列，请使用 summarise_if：
取 cyl 所有列的 numeric 中的 mean：
mtcars_tbl %>%
group_by(cyl) %>%
summarise_if(is.numeric, mean)
# A tibble: 3 x 11
# cyl mpg disp hp drat wt qsec
# <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 4 26.66364 105.1364 82.63636 4.070909 2.285727 19.13727
#2 6 19.74286 183.3143 122.28571 3.585714 3.117143 17.97714
#3 8 15.10000 353.1000 209.21429 3.229286 3.999214 16.77214
# ... with 4 more variables: vs <dbl>, am <dbl>, gear <dbl>,
# carb <dbl>
然而，一些变量是离散的，并且这些变量的 mean 没有意义。
通过 cyl 获取仅连续变量的 mean：
mtcars_tbl %>%
group_by(cyl) %>%
summarise_if(function(x) is.numeric(x) & n_distinct(x) > 6, mean)
# A tibble: 3 x 7
# cyl mpg disp hp drat wt qsec
# <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
#1 4 26.66364 105.1364 82.63636 4.070909 2.285727 19.13727
#2 6 19.74286 183.3143 122.28571 3.585714 3.117143 17.97714
#3 8 15.10000 353.1000 209.21429 3.229286 3.999214 16.77214