Вычисления производят только с модулями векторов: С какими величинами производят вычисления — с векторными или скалярными?

. единичный вектор

Решение:

Модуль вектора,

=

Единичный вектор,

=

=

Вопрос 6. Найдите единичный вектор вдоль .

Решение:

Модуль вектора,

=

Единый вектор,

=

=

Вопрос 7: ЕДИНИРОВАНСКИЙ ВЕКТОР НА ГЛАВНА 2 ?2. Находить .

Решение:

Единичный вектор,

Что означает

Таким образом,

Модуль 10 Векторы | www.datascience.pizza

Цели обучения

• Изучение различных структур данных в R
  
• Как работать с векторами в R

Данные относятся к разным классам , как объяснялось в предыдущем модуле, и могут быть организованы в различные структуры .

До сих пор мы имели дело только с переменными, которые содержат одно значение, но реальное значение R исходит из присвоения полных наборов данных переменной.

Простейшей структурой данных в R является вектор . Вектор — это просто набор значений. Вектор может содержать только одно значение, как мы работали до сих пор, или он может содержать много миллионов значений.

Объявление и использование векторов

Чтобы построить вектор в R , используйте функцию c() , которая является сокращением от «concatenate».

 х <- с(5,6,7,8)
Икс
[1] 5 6 7 8 

Всякий раз, когда вы используете функцию c() , вы говорите R : «Эй, готовься. Я собираюсь дать вам более одного значения одновременно».

Вы можете использовать функцию c() для объединения двух векторов вместе:

 x <- c(5,6,7,8)
у <- с(9,10,11,12)
г <- с (х, у)
г
[1] 5 6 7 8 9 10 11 12 

Вы также можете использовать c() для добавления значений к вектору:

 x <- c(5,6,7,8)
х <- с (х, 9)
Икс
[1] 5 6 7 8 9 

Вы также можете подвергнуть векторы логическим проверкам:

 x <- c(1,2,3,4,5)
4 == х
[1] FALSE FALSE FALSE TRUE FALSE 

Эта команда запрашивает R , чтобы сообщить вам, равен ли каждый элемент в x 4 .

Совет инструктора:

Один из способов продемонстрировать эту концепцию: Спросите одного учащегося, 22 ли ему лет (попросите его ответить ПРАВДА или ЛОЖЬ ). Затем задайте тот же вопрос комнате. Каждый ученик ответит ИСТИНА или ЛОЖЬ . Это то же самое, что сравнивать одно значение с длинным вектором.

Вы можете создавать векторы любого класса данных (т. е. типа данных).

 x <- c("Бен","Джо","Эрик")
Икс
[1] "Бен" "Джо" "Эрик" 

 y <- c(ИСТИНА,ИСТИНА,ЛОЖЬ)
у
[1] ИСТИНА ИСТИНА ЛОЖЬ 

Обратите внимание, что все значения в векторе должны быть одного и того же класса. Вы не можете комбинировать числа и символы в один и тот же вектор. Если бы вы это сделали, R попытался бы преобразовать числа в символы. Например:

 х <- 4
у <- "6"
г <- с (х, у)
г
[1] "4" "6" 

Математика с двумя векторами

Когда два вектора имеют одинаковую длину, с ними можно производить арифметические действия:

 x <- c(5,6,7,8)
у <- с(9,10,11,12)
х + у
[1] 14 16 18 20 

 х - у
[1] -4 -4 -4 -4 

 х * у
[1] 45 60 77 96 

 х/у
[1] 0,5555556 0,6000000 0,6363636 0,6666667 

Что произойдет, если два вектора не имеют одинаковую длину?

Ну, это зависит. Если один вектор имеет длину 1 (т. е. одно число), то обычно все работает хорошо.

 х <- 5
у <- с(1,2,3,4,5,6,7,8,10)
х + у
[1] 6 7 8 9 10 11 12 13 15 

В этой команде один элемент x добавляется к каждому элементу y .

Другой пример, который вы уже видели выше:

 a <- c(1,2,3,4,5)
б <- 4
а == б
[1] FALSE FALSE FALSE TRUE FALSE 

В этой команде один элемент b сравнивается с каждым элементом

Однако, если оба вектора содержат несколько значений, но имеют разную длину, имейте в виду : могут произойти странные вещи. Это связано с тем, что R начнет перерабатывать более короткий вектор:

 a <- c(1,2,3,4,5)
б <- с(3,4)
а + б
[1] 4 6 6 8 8 

Как следует из этого предупреждения, это не имеет особого смысла. Команда все равно будет выполняться, но не доверяйте результату.

Функции для работы с векторами

Мы собираемся перечислить несколько основных функций для работы с векторами. Думайте об этом как о сумке для инструментов. Каждый инструмент имеет определенное назначение и ограниченную ценность: одним молотком дом не построишь. Но когда вы научитесь пользоваться всеми инструментами в вашей сумке для инструментов вместе с можно построить почти что угодно. Но сначала вы должны знать, как использовать каждый инструмент по отдельности.

length() сообщает количество элементов в векторе:

 x <- c(5,6)
длина (х)
[1] 2 

 у <- с(9,10,11,12)
длина (у)
[1] 4 

Символ двоеточия : создает вектор, в котором каждое целое число находится между min и max:

 x <- 1:10
Икс
 [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

seq() позволяет построить вектор, используя равномерно расположенную последовательность значений между минимумом и максимумом:

 seq(0,100,length=11)
 [1] 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 

В этой команде вы указываете R дать вам последовательность значений от 0 до 100 , и вам нужна длина этого вектора быть 11 . R затем вычисляет расстояние, необходимое между каждым значением, чтобы это произошло.

Как вариант, вместо длины можно прописать интервал между значениями:

 seq(0,100,by=7)
 [1] 0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 98 

rep() позволяет повторять одно значение заданное количество раз:

 rep("Эй!",times =5)
[1] «Эй!» "Привет!" "Привет!" "Привет!" "Привет!" 

Вы также можете использовать rep() для повторения каждого элемента вектора заданное количество раз:

 rep(c("Эй!","Wohoo!"),each=3)
[1] «Эй!» "Привет!" "Привет!" "Уоу!" "Уоу!" "Уоу!" 

head() и tail() можно использовать для получения первых 6 или последних 6 элементов вектора соответственно.

 х <- 1:1000
голова (х)
[1] 1 2 3 4 5 6
хвост (х)
[1] 995 996 997 998 999 1000 

Вы также можете настроить количество возвращаемых элементов:

 head(x,2)
[1] 1 2
хвост (х, 10)
 [1] 991 992 993 994 995 996 997 998 999 1000 

sort() позволяет упорядочить вектор от наименьшего значения до наибольшего:

 х <- с(4,8,1,6,9,2,7,5,3)
сортировать(х)
[1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 

rev() позволяет изменить порядок элементов внутри вектора:

 x <- c(4,8,1,6,9,2 ,7,5,3)
оборот(х)
[1] 3 5 7 2 9 6 1 8 4 

 rev(sort(x))
[1] 9 8 7 6 5 4 3 2 1 

min() и max() позволяют найти наименьшее и наибольшее значение в векторе.

 мин(х)
[1] 1 

 макс.(х)
[1] 9 

which() позволяет задать вопрос: «Для каких элементов вектора верно следующее утверждение?»

 х <- 1:10
который (х == 4)
[1] 4 

Если в векторе нет значений, удовлетворяющих условию, будет возвращен вектор нулевой длины:

 x <- 1:10
который (х == 11)
integer(0) 

which.min() и which.max() говорит вам, какой элемент является самым маленьким и самым большим в векторе, соответственно:

 который.мин(х)
[1] 1 

 который.max(x)
[1] 10 

%in% — удобный оператор, который позволяет узнать, встречается ли значение в векторе:

 x <- 1:10
4 % в % х
[1] ИСТИНА 

 11 %in% x
[1] FALSE 

is.na() — это способ выяснить, содержит ли вектор отсутствующие, неверные или ошибочные значения. В R такие значения обозначаются фразой NA . Когда ты увидишь NA , подумайте о R , говорящем вам, «Нет, ах! Неа! Недоступно!»

 x <- c(3,5,7,NA,9,4)
есть.на(х)
[1] FALSE FALSE FALSE TRUE FALSE FALSE 

Эта функция просматривает каждый элемент в векторе x и сообщает вам, является ли этот элемент NA .

Подмножество векторов

Поскольку в конечном итоге вы будете работать с векторами, содержащими тысячи точек данных, будет полезно иметь некоторые инструменты для подмножество их, то есть просмотр только нескольких выбранных элементов за раз.

Вы можете подмножить вектор, используя квадратные скобки [ ] . Всякий раз, когда вы используете скобки, вы говорите R : «Эй, мне нужны некоторые числа, но не все : только определенные».

 x <- 50:100
х[10]
[1] 59 

Эта команда запрашивает R , чтобы вернуть 10-й элемент в векторе x .

 х[10:20]
 [1] 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Эта команда запрашивает R вернуть элементы 10:20 в векторе x .

Совет инструктора:

Для смены темпа вызовите сложные расчеты подмножеств и попросите учащихся сначала назвать правильный результат. Например:
Составьте вектор из всех целых чисел от 51 до 151.
Сколько 10-й элемент делится на 3-й элемент?
Сколько будет семидесятый элемент плюс тридцать первый элемент?
Каково среднее значение элементов с сорокового по шестидесятый?
И т. д.

Упражнения

Создание последовательностей чисел

1. Используйте символ двоеточия, чтобы создать вектор длины 5 между минимальным и максимальным значениями по вашему выбору.

2. Создайте второй вектор длины 5 с помощью функции seq() . Используйте код, чтобы подтвердить, что длина этого вектора равна 5.

3. Создайте третий вектор длины 5, используя функция rep() . Используйте код, чтобы подтвердить, что длина этого вектора равна 5.

4. Наконец, соедините три вектора и убедитесь, что длина равна 15.

Основная векторная математика

5. Создайте переменную x , представляющую собой список чисел любого размера. Создайте переменную y той же длины.

6. Проверьте, больше ли каждое значение x , чем каждое значение y.

7. Проверьте, не превышает ли наименьшее значение x среднее значение y или равно ему.

Векторы и классы объектов

8. Создайте вектор хотя бы с одним числом, затем второй вектор хотя бы с одной строкой символов, затем третий вектор хотя бы с одним логическим значением. Определите класс всех трех векторов.

9. Теперь объедините эти три вектора в четвертый вектор. Определите класс этого четвертого вектора.

Орел и решка

10. Создайте вектор, содержащий не менее 15 значений.

11. Показать первые шесть значений этого вектора с помощью функции head() .

12. Выясните, как отобразить тот же результат без функции, но вместо этого с вашими новыми навыками подмножества векторов. Теперь воспроизведите функцию tail() , используя те же навыки. Возможно, вам придется вызвать length() тоже работает.

Размеры обуви

13. Создайте вектор с именем shoes , который содержит размеры обуви пяти человек, сидящих рядом с вами. Используйте комментарии, чтобы отслеживать, какой размер чей.

14. Расположите этот набор размеров обуви в порядке возрастания.

15. Расположите этот набор размеров обуви в порядке убывания.

16. Используйте код, чтобы найти два самых больших размера обуви в вашем векторе. Не используйте подмножество; вместо этого напишите строку кода, которая будет работать, даже если к вашему вектору будет добавлено больше обуви.

17. Какой размер обуви ближе всего к среднему из этих размеров обуви?

18. Используйте функцию which() , чтобы выяснить, какому из пяти ваших соседей принадлежит этот размер обуви.

Графики плавания

19. Теперь создайте новый вектор с именем swim_days , который содержит количество дней, прошедших с тех пор, как те же пять человек в последний раз плавали (в любом водоеме; оценка количества дней, прошедших с тех пор, допустима). .

20. Используйте код, чтобы узнать, плавал ли кто-нибудь менее пяти дней назад.

21. Кто из ваших соседей ходил купаться в прошлом месяце?

22. Кто из ваших соседей не плавал последний месяц?

23. Сколько времени в среднем прошло с тех пор, как эти люди не плавали?

Работа с NA s

24. Создайте вектор с именем x со следующими значениями: c(4,7,1,NA,9,2,8) .

25. Используйте функцию, чтобы решить, является ли каждый элемент x NA .

26. Используйте другую функцию, чтобы узнать, какой элемент в x является NA .

27. Напишите код, который подмножит x только для тех значений, которые равны NA .

28. Напишите код, который будет подмножеством x только для тех значений, которые равны , а не NA .

Дефицит сна

29. Теперь создайте вектор с именем sleep_time с количеством часов, в течение которых вы спали каждый день на прошлой неделе.

30. Проверьте, спали ли вы в день 3 больше, чем в день 7.

31. Получить общее количество часов сна за последнюю неделю.

32. Получить среднее количество часов сна за последнюю неделю.

33. Проверить, меньше ли общее количество часов за первые 3 дня, чем общее количество часов за последние 4 дня.

34. Теперь создайте объект с именем over_under . Это должна быть разница между тем, сколько вы спали каждую ночь, и 8 часами (например, 1,5 означает, что вы спали 9,5 часов, а -2 означает, что вы спали 8 часов).

35. Напишите код для использования over_under для расчета вашего дефицита/профицита сна на этой неделе (т. е. общее количество часов сверх/меньше количества сна, которое вы бы получили, если бы спали 8 часов каждую ночь).

36. Напишите код, чтобы получить минимальное количество часов, которое вы спали на этой неделе.

37. Напишите код для расчета количества часов сна, если бы вы спали минимальное количество часов каждую ночь.

38. Напишите код для расчета среднего количества часов сна, которые вы получили с 3-го по 6-й дни недели.

39. Напишите код для расчета количества часов сна в году, если бы вы каждую ночь спали столько же, сколько в среднем вы спали с 3-го по 6-й день недели.

    No related posts.