Funkcje R melt() i cast() – Zmienianie kształtu danych w R

Podczas analizy danych, często zachodzi potrzeba manipulacji ich strukturą w celu uzyskania bardziej użytecznej formy. W środowisku R, do tego celu służy wiele funkcji, a wśród nich szczególnie wyróżniają się melt() i cast(), które znakomicie sprawdzają się przy zmianie układu danych.

Wprowadzenie do Przekształcania Danych

Funkcje melt() i cast(), będące częścią popularnego pakietu reshape2 w R, umożliwiają sprawne i łatwe przekształcanie danych pomiędzy formatami „szerokim” a „długim”. Ten pakiet jest chętnie wykorzystywany w transformacjach danych.

Format „szeroki” charakteryzuje się tym, że poszczególne kolumny przechowują różne zmienne, a wiersze reprezentują odmienne obserwacje. Z kolei w formacie „długim”, każda kolumna jest reprezentacją jednej zmiennej, a wiersz przechowuje pojedynczą obserwację tej zmiennej.

Ilustracja formatów:

* Format Szeroki:

Nazwa	Wiek	Płeć
Jan Kowalski	25	Mężczyzna
Anna Nowak	30	Kobieta
Piotr Wiśniewski	28	Mężczyzna

* Format Długi:

Osoba	Zmienna	Wartość
Jan Kowalski	Nazwa	Jan Kowalski
Jan Kowalski	Wiek	25
Jan Kowalski	Płeć	Mężczyzna
Anna Nowak	Nazwa	Anna Nowak
Anna Nowak	Wiek	30
Anna Nowak	Płeć	Kobieta
Piotr Wiśniewski	Nazwa	Piotr Wiśniewski
Piotr Wiśniewski	Wiek	28
Piotr Wiśniewski	Płeć	Mężczyzna

Funkcja melt() przekształca dane z formatu szerokiego na długi, natomiast cast() wykonuje operację odwrotną.

Działanie Funkcji melt()

Funkcja melt(), której argumentem jest tabela danych, transformuje ją do formatu „długiego”.

Struktura składni:


melt(data, id.vars = NULL, measure.vars = NULL, ...)


Specyfikacja parametrów:

• data: Tablica danych poddawana transformacji.
• id.vars: Nazwy kolumn identyfikujących obserwacje.
• measure.vars: Nazwy kolumn, które mają zostać przetworzone do formatu „długiego”.
• …: Opcjonalne, dodatkowe argumenty funkcji.

Przykład użycia:


library(reshape2)


Tworzenie przykładowego zbioru danych:


df <- data.frame(
nazwa = c("Jan Kowalski", "Anna Nowak", "Piotr Wiśniewski"),
wiek = c(25, 30, 28),
plec = c("Mężczyzna", "Kobieta", "Mężczyzna")
)


Transformacja danych do formatu „długiego”:


df_melt <- melt(df, id.vars = "nazwa", measure.vars = c("wiek", "plec"))


print(df_melt)

Efekt:

nazwa	variable	value
Jan Kowalski	wiek	25
Anna Nowak	wiek	30
Piotr Wiśniewski	wiek	28
Jan Kowalski	plec	Mężczyzna
Anna Nowak	plec	Kobieta
Piotr Wiśniewski	plec	Mężczyzna

Działanie Funkcji cast()

Zadaniem funkcji cast() jest przekształcenie danych z formatu „długiego” na „szeroki”.

Składnia:


cast(data, formula, fun.aggregate = NULL, ...)


Opis parametrów:

• data: Tablica danych do transformacji.
• formula: Formuła definiująca, które zmienne tworzą kolumny w formacie „szerokim”.
• fun.aggregate: Funkcja agregująca dane; w przypadku jej braku, dane są łączone.
• …: Opcjonalne, dodatkowe argumenty.

Prezentacja przykładu:




Konwersja danych z df_melt do formatu „szerokiego”:


df_cast <- cast(df_melt, nazwa ~ variable, value = "value")


print(df_cast)

Wynik:

nazwa	wiek	plec
Jan Kowalski	25	Mężczyzna
Anna Nowak	30	Kobieta
Piotr Wiśniewski	28	Mężczyzna

Podsumowanie Kluczowych Aspektów

Funkcje melt() i cast() stanowią efektywne narzędzia do szybkiej i prostej zmiany struktury danych w R. Pozwalają one na przygotowanie danych w formacie dopasowanym do konkretnych wymagań.

Wnioski Końcowe

Transformacja danych jest nieodłącznym elementem analizy. Funkcje melt() i cast() z pakietu reshape2 zapewniają łatwy i uniwersalny sposób na zmianę struktury danych w środowisku R.

melt() konwertuje dane z formatu „szerokiego” na „długi”, porządkując dane w taki sposób, że każda obserwacja znajduje się w jednym wierszu. Natomiast cast() przekształca dane z formatu „długiego” na „szeroki”, umożliwiając tworzenie tabel z różnymi zmiennymi w odrębnych kolumnach.

Najczęściej Zadawane Pytania (FAQ)

1. Czym jest format „szeroki” i „długi” w kontekście danych?

Format „szeroki” cechuje się tym, że poszczególne kolumny zawierają różne zmienne, podczas gdy wiersze reprezentują odmienne obserwacje. W formacie „długim”, kolumna przechowuje jedną zmienną, a wiersz opisuje pojedynczą obserwację tejże zmiennej.

2. Z jakiego pakietu korzystają funkcje melt() i cast()?

Funkcje melt() i cast() są dostępne w ramach pakietu reshape2 w R.

3. Co to id.vars i measure.vars w funkcji melt()?

id.vars to nazwy kolumn, które działają jako identyfikatory przy transformacji danych do formatu „długiego”. measure.vars to kolumny, które są przekształcane do formatu „długiego”.

4. Czym jest formuła w funkcji cast()?

Formuła w funkcji cast() precyzuje, które zmienne są wykorzystywane do utworzenia kolumn w formacie „szerokim”.

5. Jak użyć agregacji w cast()?

Możesz użyć argumentu fun.aggregate w funkcji cast(), aby agregować dane. Na przykład, sum() zsumuje wartości dla kombinacji zmiennych.

6. Czy melt() i cast() pozwalają na wielokrotne przekształcenia danych?

Tak, melt() i cast() można używać wielokrotnie do transformacji danych pomiędzy różnymi formatami.

7. Jakie inne funkcje R służą do transformacji danych?

Poza melt() i cast(), do transformacji danych służą także gather() i spread() z pakietu tidyr oraz reshape() z pakietu stats.

8. Z jakimi danymi można pracować, używając melt() i cast()?

Funkcje melt() i cast() działają z różnymi typami danych, np. liczbami, tekstami, wartościami logicznymi oraz datami.

9. Czy melt() i cast() są kompatybilne z danymi z innych bibliotek?

Tak, melt() i cast() mogą transformować dane pochodzące z różnych bibliotek, np. dplyr, ggplot2 i data.table.

10. Gdzie szukać więcej informacji o funkcjach melt() i cast()?

Dodatkowe informacje na temat melt() i cast() znajdziesz w dokumentacji pakietu reshape2 (https://cran.r-project.org/web/packages/reshape2/reshape2.pdf), a także w artykułach i stronach poświęconych R.

Tagi: R, reshape2, melt, cast, transformacja danych, format danych, szeroki format, długi format, analiza danych, statystyka, programowanie

newsblog.pl