R学习：环境和函数

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今天我们了解一下环境和函数

环境和函数

阅读本章后，你会了解以下内容： · 环境是什么，如何创建它； · 如何创建、访问和列出环境内的变量； · 函数的各个组成部分； · 编写自己的函数； · 变量的作用域。

环境的创建是使用 new.env 函数：

an_environment<-new.env()

向环境中分配变量的方式与列表完全相同。可以使用双方括号或美元符号运算符。和列表一样，环境变量的类型和大小可以不同

an_environment<-new.env()an_environment[["pythag"]]<-c(12, 15, 20, 21)an_environment$root<-polyroot(c(6, -5, 1))

assign 函数可以指定变量的存储位置

assign( "moonday", weekdays(as.Date("1969/07/20")), an_environment)

检索变量的方式也是如此：可以使用列表的索引语法，或 assign 的对立函数 get：

an_environment[["pythag"]]## [1] 12 15 20 21an_environment$root## [1] 2+0i 3-0iget("moonday", an_environment)## [1] "星期日"

可以把环境参数传入 ls 和 ls.str 函数中，列出它的所有内容

ls(envir = an_environment)## [1] "moonday" "pythag" "root"ls.str(envir = an_environment)## moonday: chr "Sunday"## pythag: num [1:4] 12 15 20 21## root: cplx [1:2] 2+0i 3-0i

可用 exists 函数测试变量是否在环境中：

exists("pythag", an_environment)## [1] TRUE

使用 as.list 和 as. environment 函数能分别实现从环境到列表或相反过程的转换。在后一种情况中，还可以使用 list2env 函数，它在创建环境时更为灵活：

# 转换为列表(a_list<-as.list(an_environment))## $pythag## [1] 12 15 20 21#### $moonday## [1] "Sunday"#### $root## [1] 2+0i 3-0i

# 再转换回来。以下两行代码的效果一样。as.environment(a_list)## <environment: 0x000000004a6fe290>list2env(a_list)## <environment: 0x000000004ad10288>

函数

大多数的变量类型仅用于存储数据，而函数能够让我们和数据一起工作，它们是“动词”而非“名词”。和环境类似，它们只是另一种数据类型，我们可以分配、操纵，甚至将它传递给其他函数的数据类型。

创建和调用函数

键入一个函数的名称，将显示其运行的代码。以下是 rt 函数，该函数将生成基于 T 分布的随机数

rt## function (n, df, ncp)## {## if (missing(ncp))## .External(C_rt, n, df)## else rnorm(n, ncp)/sqrt(rchisq(n, df)/df)## }## <bytecode: 0x0000000019738e10>## <environment: namespace:stats>

rt 需要三个输入参数：n 是要产生的随机数的数目， df 是自由度值， ncp 是一个可选的非中心参数。从技术上来说，三个参数 n、 df 和 ncp 是 rt 函数的形式参数（formal argument）。当你调用该函数并给它传递值时，这些值被称为参数。

在大括号之间，你可以看到函数体内代码行。它们就是每次调用 rt 时要执行的代码

在 R 中，函数中计算的最后一个值将自动返回。以 rt 为例，如果 ncp 参数被省略，将会调用C 代码生成随机数并返回。否则，该函数会调用 rnorm、 rchisq 和 sqrt 函数计算并返回值。

要创建我们自己的函数，只需像其他任何变量一样为它赋值。举一个例子，创建一个函数来计算直角三角形斜边的长度

hypotenuse <- function(x, y){ sqrt(x ^ 2 + y ^ 2)}

这里， hypotenuse 是我们正在创建的函数， x 和 y 是它的参数（形参），在大括号中的内容是函数体

现在，可以使用以下任意一种方式来调用这个函数：

hypotenuse(3, 4)## [1] 5hypotenuse(y = 24, x = 7)## [1] 25

当我们调用函数时，如果不命名参数，则 R 将按位置匹配它们。以 hypotenuse(3, 4) 为例：3 是第一个参数，因此它对应 x；4 是第二个参数，因此它对应 y。

在

以下新版本的代码中，如果我们不给函数传递任何值，则 x 会取默认值 5，而 y 会取 12：

hypotenuse <- function(x = 5, y = 12){ sqrt(x ^ 2 + y ^ 2)} hhypotenuse() # 与 hypotenuse(5, 12) 相等

向其他函数传递和接收函数
函数可以像其他变量类型一样地使用，我们可将之作为其他函数的参数，并且从函数中返回。一个常见的，把其他函数当成参数的例子是 do.call。此函数提供了一种调用其他函数的替代语法，让我们可以像列表一样传递参数，而不是逐次传递：

do.call(hypotenuse, list(x = 3, y = 4)) # 和 hypotenuse(3, 4) 一样## [1] 5

常见的案例为 do.call 与 rbind 混用。你可以结合这两个函数，你可以一次拼接多个数据框或矩阵：

dfr1 <- data.frame(x = 1:5, y = rt(5, 1))dfr2 <- data.frame(x = 6:10, y = rf(5, 1, 1))dfr3 <- data.frame(x = 11:15, y = rbeta(5, 1, 1))do.call(rbind, list(dfr1, dfr2, dfr3)) # 和 rbind(dfr1, dfr2, dfr3) 一样

我们还可以以匿名方式传递函数 :

x_plus_y <- function(x, y) x + ydo.call(x_plus_y, list(1:5, 5:1))## [1] 6 6 6 6 6

# 与下相同do.call(function(x, y) x + y, list(1:5, 5:1))## [1] 6 6 6 6 6

小结
· 环境能存储变量，它能够被 new.env 函数创建。
· 通常，你可以把环境看作列表。
· 函数由形参和函数体组成。
· 你可以分配和使用函数，像对任何其他的变量类型一样。

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