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# Práctica 1: Básicos de R
En este notebooks haremos una introducción a elementos básicos de R: - Introducción - tipos de variables - operaciones lógicas - asignación de variables - operaciones aritméticas - numericas, logicas, funciones, complejas y caracteres - vectores - listas - Matrices
##### Otras cosas a tener en cuenta
- Comentarios
- se usa la \# para escapar una linea
## 1. Introducción
A continuación se muestran los tipos de variables que se pueden encontrar dentro de R
<img src="http://2.bp.blogspot.com/-x4n3xt5FCZI/VtFqqimUPLI/AAAAAAAAFn0/Kq07_1xdCyY/s1600/basic_data_types_R.PNG" alt="data types" style="width: 300px;"/>
### 1.1 Asignación de variables
Se usa el comando \<- o = para asignar una variable
```{r}
# asignación
x <- 42
y <- TRUE # True
z = FALSE # False
# print la variable
x
y
z
```
### 1.2 Tipos de variables
Para determinar el tipo de variable de un objeto usamos
```{r}
class(object)
```
Evaluamos a continuación funciones, enteros, caracteres, strings, logicas y complejos
```{r}
# clases funcion
class(`=`)
# clases funcion
class(`<`)
# clase de un float
class(2.3)
# clase de un caracter
class('a')
# clase de un string
class("aaklf")
# clase logical
class(1>2)
# clase de un
class(complex(1,2))
```
**EJERCICIO** - cual es la clase de 1? - cuales es la clase de 1L?
### 1.3 Operaciones lógicas
- \< menor que
- \> mayor que
- \<= menor igual que
- \>= mayor igual que
- == igual a
- != no igual a
```{r}
1==1
1>2
3<=5
2>1 & 2<1
2>1 | 3>2
```
- AND operdor &
- OR operador \|
- NOT operador ! \### & vs &&, \| vs \|\| Veamos las diferencias entre & y && y \| contra \|\|
```{r}
c(TRUE,TRUE,FALSE) & c(TRUE,FALSE,FALSE)
c(TRUE,TRUE,FALSE) && c(TRUE,FALSE,FALSE)
c(TRUE,TRUE,FALSE) | c(TRUE,FALSE,FALSE)
c(TRUE,TRUE,FALSE) || c(TRUE,FALSE,FALSE)
```
### 1.4 Operaciones aritméticas básicas
- suma: +
- resta: -
- multiplicación: \*
- división: /
- exponenciación: \^
- módulo: %%
```{r}
# suma
5 + 5
# resta
5 - 5
# multiplicación
3 * 5
# división
(5 + 5) / 2
# Exponenciación
(2^5) # **
# Módulo
(28%%6)
```
## 1.5 vectores
Para definir un vector se usa el comando
```{r}
#c(e1,e2,e3,e4)
c(1,2,3,4,5)
```
para definir un vector.
El vector contiene siempre el mismo tipo de variable. En caso de no especificar, lo infiere.
```{r}
a<-c(TRUE,FALSE,TRUE)
class(a)
b<-c(TRUE,"a",1)
b
class(b)
c<- c(1,"a")
c
class(c)
d<-c(1,1L)
class(d)
```
### 1.5.1 acceso a vectores y slices
Podemos acceder a un vector mediante corchetes [] - acceso a un elemento - número, donde la primera posición comienza en 1 - acceso al primer elemento: 1 - acceso al último elemento - acceso a múltiples elementos - mediante vectores c(1,2,3) - usando slices c(1:3) - acceso por condiciones
```{r}
gastos<- c(14, -50, 20, -10, 240)
# acceso al primer valor
gastos[1]
# o
head(gastos,n=1)
# acceso al último elemento
gastos[length(gastos)]
# acceso al último elemento
tail(gastos, n=1)
# acceso a multiples valores
gastos[c(1,3)]
# acceso a multiples valores mediante slices
gastos[c(2:length(gastos))]
c(2:length(gastos))
# o
c(2:length(gastos))
gastos[2:length(gastos)]
gastos[c(1,2,3)]
```
```{r}
## encontrar el minimo
which.min(gastos)
## encontrar el maximo
which.max(gastos)
## min,max
c(min(gastos),max(gastos))
## suma gastos
sum(gastos)
## producto
prod(gastos)
```
existen más funciones ... exp(), sin(), cos(), tan(), log(),\
log10(), beta(a,b), gamma(x),
### 1.5.2 nombrar un vector
Es posible dar un nombre a un vector y acceder a un elemento mediante esos nombres
```{r}
# Ganancias por semana
win_week <- c(14, -50, 20, -10, 240)
# asignamos días
names(win_week) <- c("Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday")
win_week
```
```{r}
win_week["Tuesday"]
```
### 1.5.3 Operaciones con vectores
- vectores con vectores
- sobre vectores
```{r}
## crear un vector de 10 a 30 equiespaciado en 10
a<-seq(10,30,10)
a
b<-seq(1:3)
b
c<-1:10
```
```{r}
# definimos dos vectores de ganancias y perdidas en dos semanas
g1_vector <- c(140, -50, 20, -120, 240)
g2_vector <- c(-24, -50, 100, -350, 10)
days_vector <- c("Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday")
names(g1_vector) <- days_vector
names(g2_vector) <- days_vector
# asignamos un total diario
total_daily <- g1_vector+g2_vector
total_daily
g1_vector*g2_vector
g1_vector/g2_vector
g1_vector-g2_vector
g1_vector>g2_vector
```
```{r}
length(total_daily)
sum(total_daily)
mean(total_daily)
```
### EJERCICIO 1
- Define un vector que contenga los elementos 4.5,3.6,7.7,1.2,4.5,2.3,9.1,10.2,.9,0.1,30.1,14.3. Nombralo con "JAN","FEB","MAR","APR","MAY","JUN","JUL","AUG","SEP","OCT","NOV","DEC"
- Accede a las primeras 3 posiciones del vector
- Cual es el minimo y el máximo y en qué posicion están?
- Que pasa si nombras el vector con "JAN","FEB","MAR","APR","MAY","JUN","JUL"?
- Crea otro vector 3.3,2.1,9.2,11.3,23.4,10.3,15.6,17.2,1.2,0.1
- Extrae el valor de este vector y el del anterior
- Que sucede si sumas los dos vectores al tener diferentes tamaños?
```{r}
a<- c( 4.5,3.6,7.7,1.2,4.5,2.3,9.1,10.2,.9,0.1,30.1,14.3)
names(a)<-c("JAN","FEB","MAR","APR","MAY","JUN","JUL","AUG","SEP","OCT","NOV","DEC")
a
a[1:3]
which.max(a)
which.min(a)
a<-c( 4.5,3.6,7.7,1.2,4.5,2.3,9.1,10.2,.9,0.1,30.1,14.3)
names(a)<-c("JAN","FEB","MAR","APR","MAY","JUN","JUL")
a
b<- c(3.3,2.1,9.2,11.3,23.4,10.3,15.6,17.2,1.2,0.1)
a-b
```
### EJERCICIO 2
- Crea un vector que sea una secuencia de 1 a 100 y denominalo v.
- Haz el cuadrado de cada uno de los elementos de v.
- Dividelo por un vector c(1,2) y denomina a este nuevo vector vd. ¿Qué sucede?
- Busca en v aquellos valores que sean múltiplos de 2 y crea un nuevo vector denominado dpar que contenga sólo esos elementos.
- Crea un nuevo vector que contenga los 5 últimos elementos de dpar y llamalo dpartail. Crea otro que sea los 5 primeros elementos de dpar y denominalo dparhead.
- Crea un nuevo vector que sea la unión de dparhead y dpartail. Corrobora que su tamaño sea de 10.
```{r}
v<-seq(1:100)
#v^2
#v/c(1,2)
dpar<-v[v%%2==0]
dpar
#dpartail<-tail(dpar,n=5)
#dparhead<-head(dpar,n=5)
#c(dparhead,dpartail)
```
\
## 1.6 Matrices
### 1.6.1 Creación de matrices
Con el comando matrix
```{r}
matrix(1:9, byrow = TRUE, nrow = 3)
print("byrow=FALSE")
matrix(1:9, byrow = FALSE, nrow = 3)
```
A partir de vectores
```{r}
# creamos 3 vectores
v0 <- c(460.998, 314.4)
v1 <- c(290.475, 247.900)
v2 <- c(309.306, 165.8)
# Create box_office
box_office <- c(v0,v1,v2)
# Construct star_wars_matrix
star_wars_matrix <- matrix(box_office,byrow=TRUE,nrow=2)
star_wars_matrix
```
### 1.6.2 Nombrar una matriz
```{r}
v0 <- c(460.998, 314.4)
v1 <- c(290.475, 247.900)
v2 <- c(309.306, 165.8)
# Construimos la matriz
result <- matrix(c(v0, v1, v2), nrow = 3, byrow = TRUE)
# definimos nombres de regiones y definiciones de los elementos de los vectores
region <- c("ESPAÑA", "FUERA-ESPAÑA")
titles <- c("VIDEOS", "AUDIOS", "CAMARAS")
# definimos el nombre de las columnas regiones
colnames(result)<- region
# definimos el nombre de las filas con titulos
rownames(result)<-titles
# matriz
result
```
```{r}
class(result)
```
## 1.6.3 calculos con las matrices
```{r}
# Construimos de nuevo la matriz con un método diferente
vt <- c(460.998, 314.4, 290.475, 247.900, 309.306, 165.8)
result <- matrix(vt, nrow = 3, byrow = TRUE,
dimnames = list(c("VIDEOS", "AUDIOS", "CAMARAS"),
c("ESPAÑA", "FUERA-ESPAÑA")))
result
# hacemos sumas de España-America
worldwide_vector <- rowSums(result)
worldwide_vector
```
## 1.6.4 añadir una columna
```{r}
# Construct star_wars_matrix
vt <- c(460.998, 314.4, 290.475, 247.900, 309.306, 165.8)
result <- matrix(result, nrow = 3, byrow = TRUE,
dimnames = list(c("VIDEOS", "AUDIOS", "CAMARAS"),
c("ESPAÑA", "FUERA-ESPAÑA")))
# The worldwide box office figures
worldwide <- rowSums(result)
# concatenamos el total
all_wwv_res <- cbind(result,worldwide)
all_wwv_res
```
### 1.6.5 añadir filas
```{r}
all_wwv_res
```
```{r}
MOBILE <- c(70, 100.34, 90.8)
names(MOBILE)<-c("ESPAÑA","FUERA-ESPAÑA","worldwide")
# Combinamos
total <- rbind(all_wwv_res,MOBILE)
total
```
### 1.6.6 selección de elementos de una matrix
```{r}
# Seleccionamos FUERA-DESPAÑA para todo
non_es_all <- total[,2]
# promedio non-ES
mean(non_es_all)
# Seleccionamos el FUERA-ES para VIDEOS y AUDIOS
non_es_some <- total[1:2,2]
# promedio FUERA-ES para VIDEOS y AUDIOS
mean(non_es_some)
```
### 1.6.7 Operaciones con matrices
```{r}
# division
visitors <- total/5
visitors
```
```{r}
vt <- c(460.998, 314.4, 290.475, 247.900, 309.306, 165.8,60.23, 34.34, 2405.435, 233.4, 34.36, 16.65)
vt<-matrix(vt,nrow = 4,byrow = TRUE, dimnames = list(c("VIDEOS", "AUDIOS", "CAMARAS","MOBILE"),
c("ESPAÑA", "FUERA-ESPAÑA","worldwide")))
# division matricial
visitors <- total/vt
visitors
es_visitors <- visitors[,1]
```
------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------
`{# promedio de es_visitors} mean(es_visitors)`
**Ejercicio 3**
- crea una matriz de 1:12 elementos con 3 filas y con con el parametro byrow=TRUE llamada a1
- crea otra matriz de 1:12 elementos con 4 filas y con el parametro byrow=FALSE llamada a2
- ¿Qué diferencias encuentras?
- Ejecuta el comando t(a2)
- En qué se diferencian las matrices?
- Haz la media de la primera matriz
- Haz la media de cada fila
- Haz la media de cada columna
```{r}
a1<-matrix(1:12,nrow=3,byrow=TRUE)
a2<-matrix(1:12,nrow=4,byrow=FALSE)
print(a1)
print(a2)
```
```{r}
rowMeans(a1)
colMeans(a1)
```
**Ejercicio 4**
- Tenemos el vector (1.2,1.4,1.7,1.3,1.1,1.5,1.0) y otro que es (24,27,29,21,25,27,29). Crea una matriz que contenga los 2 vectores (cada uno en una fila) y llamala dt.
- Nombra las columnas de la matriz con c("Lun","Mar","Mie","Jue","Vie","Sab","Dom").
- Nombra las filas de la matriz con ("Temp","weight").
- Haz la media por columnas y por filas.
## 1.7 factores
Se usan para las variables categóricas. La diferencia entre una variable categorica y una continua es que la categorica tiene un numero limitado de elementos, mientras que la continua corresponde a un número infinito. Es muy importante debido a que según como asignemos la variable R trabaja de una manera u otra con ella.
Un ejemplo sencillo de esto es el género de las personas.
```{r}
# genero
sex_vector <- c("Hombre", "Mujer", "Mujer", "Hombre", "Hombre")
sex_vector
# lo convertimos a factores
factor_sex_vector <-factor(sex_vector)
factor_sex_vector
```
### 1.7.1 Tipos de factores
Hay dos tipos de variables categóricas: - nominales: no tienen un orden implicito como puede ser el género. - ordinales: tienen un orden como puede ser primero, segundo o tercero.
```{r}
# animales
animals_vector <- c("Gato", "Jirafa", "Mono", "Caballo")
factor_animals_vector <- factor(animals_vector)
factor_animals_vector
# temperatura
temperature_vector <- c("Alto", "Bajo", "Alto","Bajo", "Medio")
factor_temperature_vector <- factor(temperature_vector, order = TRUE, levels = c("Bajo", "Medio", "Alto"))
factor_temperature_vector
```
### 1.7.2 cambio de nombre de los factores
Ojo, tiene que ser alfabeticamente
```{r}
# mujeres, hombres
survey_vector <- c("M", "H", "H", "M", "M")
factor_survey_vector <- factor(survey_vector)
# especificamos niveles
levels(factor_survey_vector) <-c("Hombre","Mujer")
factor_survey_vector
```
## 1.7.3 Summary de la variable
```{r}
# vemos el sumario
summary(survey_vector)
summary(factor_survey_vector)
```
### 1.7.4 comparación de factores
```{r}
# hombre
male <- factor_survey_vector[1]
# mujer
female <- factor_survey_vector[2]
# Es hombre> mujer?
male > female
```
### 1.7.5 factores ordenados
```{r}
# Create speed_vector
speed_vector <- c("medium", "slow", "slow", "medium", "fast")
# Convert speed_vector to ordered factor vector
factor_speed_vector <- factor(speed_vector,ordered=TRUE,levels=c("slow","medium","fast"))
# Print factor_speed_vector
factor_speed_vector
summary(factor_speed_vector)
```
### 1.7.6 comparaciones
```{r}
# creamos vector velocidad
speed_vector <- c("medio", "lento", "lento", "medio", "rapido")
factor_speed_vector <- factor(speed_vector, ordered = TRUE, levels = c("lento", "medio", "rapido"))
# vemos el valor paral el segundo
da2 <-factor_speed_vector[2]
# vemos el valor para el 5to
da5 <-factor_speed_vector[5]
# es el 2 más rapido que el 5?
da2>da5
```
#### Ejercicios
- Estamos estudiando alumnos de diferentes cursos de 1 a 6 de primaria. La variable curso es un factor o una variable continua?
- Es una variable ordinal o cardinal?
- Crea la variable curso y conviertela a factor correctamente
- evalúa si curso 6 \> curso 3.
```{r}
curso <- c(1, 2, 3, 4, 5, 6)
curso_f <- factor(curso, ordered=TRUE)
curso_evalua <- curso_f[6] < curso_f[3]
curso_evalua
```
## 1.8 DataFrames
Los data frames son objetos de datos con columnas y como observaciones filas.
## 1.8.1 crear un dataframe
```{r}
# definimos los vectores
name <- c("Mercury", "Venus", "Earth", "Mars", "Jupiter", "Saturn", "Uranus", "Neptune")
type <- c("Terrestrial planet", "Terrestrial planet", "Terrestrial planet",
"Terrestrial planet", "Gas giant", "Gas giant", "Gas giant", "Gas giant")
diameter <- c(0.382, 0.949, 1, 0.532, 11.209, 9.449, 4.007, 3.883)
rotation <- c(58.64, -243.02, 1, 1.03, 0.41, 0.43, -0.72, 0.67)
rings <- c(FALSE, FALSE, FALSE, FALSE, TRUE, TRUE, TRUE, TRUE)
# creamos un data frame de los vectores
planets_df <- data.frame(name,type,diameter,rotation,rings)
planets_df
```
### 1.8.2 estructura del dataframe
```{r}
str(planets_df)
```
### 1.8.3 ordenar un dataframe
```{r}
order(planets_df$diameter)
planets_df[order(planets_df$diameter),]
```
### 1.8.4 acceso de un dataframe
```{r}
# The planets_df data frame from the previous exercise is pre-loaded
# Print out diameter of Mercury (row 1, column 3)
planets_df[1,3]
# Print out data for Mars (entire fourth row)
planets_df[4,]
```
```{r}
planets_df$type
```
```{r}
# seleccionar los 5 primeros valores de diametros
planets_df[1:5,"diameter"]
```
```{r}
# seleccionar todos los anillos
rings_vector <-planets_df[,"rings"]
rings_vector
```
```{r}
#seleccionamos todos los planetas con anillos
planets_df[rings_vector, ]
```
Creación de una nueva columna
```{r}
planets_df$constant = 1
planets_df
```
### 1.8.5 filtrado usando subset
```{r}
#seleccionamos planetas con diametro <1
subset(planets_df, subset = diameter<1)
```
#### Ejercicio
- Utiliza el Data Frame de planets_df. Calcula por cada columna los valores promedio.
- Ordena el dataframe por el nombre del planeta
- Selecciona sólo las variables name, type y diameter y crea un nuevo dataframe llamado planets_df_subset con este output.
- Filtra el data frame por tipo Gas Giant.
```{r}
subset(planets_df,planets_df$type=="Gas giant")
#sapply(planets_df,1:2,FUN=mean)
```
## 1.9 Listas
```{r}
#vector con numeros del 1 al 10
my_vector <- 1:10
# matriz
my_matrix <- matrix(1:9, ncol = 3)
# la lista contiene diferentes elementos
my_list <-list(my_vector,my_matrix)
my_list
```
Podemos poner nombres a los componentes de la lista
```{r}
my_list <- list(vec=my_vector, mat=my_matrix )
my_list
```
#### Ejercicio
- Crea una lista que contenga el dataframe del ejercicio anterior planets_df, el número 7 y una secuencia del 1 al 3.
- Accede al tercer elemento
- Filtra todos los objetos de la lista que no sean un data.frame
```{r}
a<- list(planets_df,7,seq(1:3))
a[3]
class(planets_df)=="data.frame"
a[!sapply(a,is.data.frame)]
```
```{r}
expected_df<-function(x){
return(class(x)=="data.frame")
}
```
## 2 Condicionales y Loops
```
if(condition1) {
expr1
} else if(condition2) {
expr2
} else {
expr3 }
```
## 2.1 Loop
## 2.1.1 While
```
while(condition) {
expr }
```
### 2.1.2 Break
```
while(condition) {
expr
break
}
```
## 2.2 For
```
for(var in seq) {
expr
}
```
```{r}
cities <- c("New York", "Paris",
"London", "Tokyo",
"Rio de Janeiro", "Cape Town")
for(city in cities) {
if(nchar(city) == 6) {
break
}
print(city)
}
```
```{r}
for(i in 1:length(cities)) {
print(cities[i])
}
```
Usando next
```{r}
for(city in cities) {
if(nchar(city) == 6) {
next
}
print(city)
}
```
## 3 Funciones
Ejemplo sd
```{r}
sd(x, na.rm = FALSE)
```
```{r}
help(sd)
```
```{r}
args(sd)
```
## Escribir funciones
```
my_fun <- function(arg1, arg2,arg_opt1=arg3) {
body
}
```
```{r}
triple <- function(x=1) {
y <-
3 * x
return(y)
}
triple(2)
triple()
```
#### Ejercicio
- Crea una funcion llamada myfunc que pase como parametro un vector y que en caso de que contenga un numero de elementos par, devuelva el vector con los elementos pares y en caso de ser impar, devuelva los impares
- Crea una función que lance un número N de veces una moneda (N es el argumento de la función) de manera aleatoria y que devuelva el porcentaje de veces que ha salido cara.
```{r}
runcoin <- function(N){
X <- rbinom(N, 1, 0.5)
return(mean(X))
}
runcoin2 <- function(N){
mean(sample(c(0,1),N,replace=TRUE))
}
runcoin(10)
runcoin2(10)
```
## 6 Paquetes de R
Instalar paquetes - Load packages: library(), require()
```{r}
install.packages("ggplot2")
```
```{r}
search()
```
```{r}
library("ggplot2")
```
```{r}
require("data.table")
result <- require("data.table")
```
## 7 Otras funciones
### 7.1 lapply
Funciona sobre vectores o listas
```{r}
nyc <- list(pop = 8405837,
boroughs = c("Manhattan", "Bronx", "Brooklyn",
"Queens", "Staten Island"),
capital = FALSE)
```
Ejemplo con for
```{r}
for(info in nyc) {
print(nchar(info))
}
```
Ejemplo con lapply
```{r}
lapply(nyc, nchar)
```
## 7.2 sapply
devuelve un array
```{r}
cities <- c("New York", "Paris", "London", "Tokyo",
"Rio de Janeiro", "Cape Town")
```
```{r}
lapply(cities, nchar)
```
```{r}
unlist(lapply(cities, nchar))
```
```{r}
sapply(cities, nchar)
```
```{r}
sapply(cities, nchar, USE.NAMES = FALSE)
```
## 7.3 Otras funciones utiles
### 7.3.1 para estructuras de datos
```{r}
li <- list(log = TRUE,
ch = "hello",
int_vec = sort(rep(seq(8, 2, by = -2), times = 2)))
str(li)
```
```{r}
sort(rep(seq(8, 2, by = -2), times = 2))
```
### seq
```{r}
seq(1, 10, by = 3)
```
### rep()
```{r}
rep(c(8, 6, 4, 2), times = 2)
```
#### sort()
```{r}
sort(rep(seq(8, 2, by = -2), times = 2))
```
### is.*(), as.*()
```{r}
li2 <- as.list(c(1, 2, 3))
```
```{r}
my_date <- as.Date("1971-05-14")
my_date
```
### append(), rev()