dplyrs 單表動詞
dplyr 在 R 中引入了資料操作的語法。它提供了一致的介面來處理資料，無論資料儲存在何處： data.frame ， data.table或 database。dplyr 的關鍵部分是使用 Rcpp編寫的，這使得處理記憶體資料的速度非常快。
dplyr 的理念是擁有能夠做到一件好事的小功能。五個簡單函式（filter，arrange，select，mutate 和 summarise）可用於揭示描述資料的新方法。當與 group_by 結合使用時，這些函式可用於計算分組彙總統計資訊。
語法共性
所有這些函式都有類似的語法：
- 所有這些函式的第一個引數始終是資料框
- 可以使用裸變數名稱直接引用列（即，不使用
$） - 這些功能不會修改原始資料本身，即它們沒有副作用。因此，結果應始終儲存到物件中。
我們將使用內建的 mtcars 資料集來探索 dplyr 的單表動詞。mtcars 的型別轉換為 tbl_df（因為它使列印清潔器）之前，我們新增的資料集的 rownames 如使用 rownames_to_column 函式從一列 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
過濾
filter 幫助符合特定條件的子集行。第一個引數是 data.frame 的名稱，第二個（和後續）引數是過濾資料的標準（這些標準應評估為 TRUE 或 FALSE）
子集所有有 4 個汽缸的汽車 - 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
我們可以傳遞用逗號分隔的多個條件。對具有 4 或 6 個氣缸的車輛進行分組 - cyl 並且有 5 個檔位 - 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 根據條件選擇行，按位置選擇行，使用 slice。slice 只有 2 個引數：第一個是 data.frame，第二個是整數行值。
要選擇第 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
要麼：
slice(mtcars_tbl, -c(1:5, 10:n()))
這導致與 slice(mtcars_tbl, 6:9) 相同的輸出
n() 表示當前組中的觀察數
安排
arrange 用於按指定的變數對資料進行排序。就像之前的動詞（以及 dplyr 中的所有其他函式）一樣，第一個引數是 data.frame，後續引數用於對資料進行排序。如果傳遞了多個變數，則資料首先按第一個變數排序，然後按第二個變數排序，依此類推。
按馬力訂購資料 - 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
以每加侖英里數為單位來計算資料 - mpg 按降序排列，然後是氣缸數 - 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
選擇
select 用於僅選擇變數的子集。要從 mtcars_tbl 中僅選擇 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
:表示法可用於選擇連續的列。從 cars 到 disp 和 vs 到 carb 選擇列：
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))
對於包含多個列的資料集，按名稱選擇多個列可能會非常繁瑣。為了讓生活更輕鬆，有許多輔助功能（如 starts_with()，ends_with()，contains()，matches()，num_range()，one_of() 和 everything()）可以在 select 中使用。要了解有關如何使用它們的更多資訊，請參閱 ?select_helpers 和 ?select。
注意 ：直接在 select() 中引用列時，我們使用裸列名稱，但在引用輔助函式中的列時應使用引號。
要在選擇時重新命名列：
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，這會丟棄所有其他變數。
要重新命名列而不刪除其他變數，請使用 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>
變異
mutate 可用於向資料新增新列。與 dplyr 中的所有其他函式一樣，mutate 不會將新建立的列新增到原始資料中。列在 data.frame 的末尾新增。
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
注意在建立 weight_pounds 時使用 weight_ton。與基礎 R 不同，mutate 允許我們引用剛剛建立的列用於後續操作。
要僅保留新建立的列，請使用 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
總結
summarise 通過將多個值摺疊為單個值來計算變數的彙總統計資訊。它可以計算多個統計資訊，我們可以在同一語句中命名這些彙總列。
要計算資料集中所有汽車的 mpg 和 disp 的平均值和標準差 ：
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 可用於對資料執行分組操作。當上面定義的謂詞應用於此分組資料時，它們將自動分別應用於每個組。
為了找到 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
我們從 cars 到 hp 和 gear 選擇列，按 cyl 排序行，從最高到最低 mpg 排序，按 gear 分組資料，最後只有那些車的子集有 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
也許我們對中間結果不感興趣，我們可以通過包裝函式呼叫來實現與上面相同的結果：
filter(
group_by(
arrange(
select(
mtcars_tbl, cars:hp
), cyl, desc(mpg)
), cyl
),mpg > 20, hp > 75
)
這可能有點難以閱讀。因此，可以使用管道 %>%運算子連結 dplyr 操作。以上程式碼轉換為：
mtcars_tbl %>%
select(cars:hp) %>%
arrange(cyl, desc(mpg)) %>%
group_by(cyl) %>%
filter(mpg > 20, hp > 75)
總結多列
dplyr 提供 summarise_all() 以將函式應用於所有（非分組）列。
要查詢每列的不同值的數量，請執行以下操作：
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
要通過 cyl 查詢每列的不同值的數量：
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
請注意，我們只需要新增 group_by 語句，其餘程式碼是相同的。輸出現在由三行組成 - 一個用於 cyl 的每個唯一值。
要 summarise 特定的多列，請使用 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 函式（?select_helpers）代替列名來選擇特定列
要應用多個函式，請將函式名稱作為字元向量傳遞：
mtcars_tbl %>%
group_by(cyl) %>%
summarise_at(c("mpg", "disp", "hp"),
c("mean", "sd"))
或將它們包裝在 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
現在，列名稱附加了函式名稱以使它們保持不同。要更改此設定，請傳遞要附加功能的名稱：
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
要有條件地選擇列，請使用 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，一些變數是離散的，並且這些變數的 mean 沒有意義。
通過 cyl 獲取僅連續變數的 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