用于访问列表或数据框元素的方括号 [ ] 和双方括号 [[ ]] 之间的区别

Question

R 提供了两种不同的方法来访问列表或数据框的元素：[] 和[[]]。

两者之间有什么区别，我什么时候应该使用一个而不是另一个？

Answer 1

R 语言定义可以方便地回答这些类型的问题：

• http://cran.r-project.org/doc/manuals/R-lang.html#Indexing

R 有三个基本的索引运算符，语法如下所示

    x[i]
    x[i, j]
    x[[i]]
    x[[i, j]]
    x$a
    x$"a"

对于向量和矩阵，很少使用 [[ 形式，尽管它们与 [ 形式有一些细微的语义差异（例如，它删除任何名称或 dimnames 属性，并且部分匹配用于字符索引）。当使用单个索引对多维结构进行索引时，x[[i]]或x[i]将返回x的第i个顺序元素。

对于列表，通常使用 [[ 来选择任何单个元素，而 [ 返回所选元素的列表。

[[ 形式仅允许使用整数或字符索引选择单个元素，而 [ 允许通过向量进行索引。请注意，对于列表，索引可以是向量，向量的每个元素依次应用于列表、所选组件、该组件的所选组件等。结果仍然是单个元素。

Answer 2

这两种方法之间的显着差异在于它们在用于提取时返回的对象的类，以及它们是否可以接受一系列值，或者在赋值期间只接受单个值。

考虑以下列表中数据提取的情况：

foo <- list( str='R', vec=c(1,2,3), bool=TRUE )

假设我们想从 foo 中提取 bool 存储的值，并在 if() 语句中使用它。这将说明[]和[[]]在用于数据提取时的返回值之间的差异。 [] 方法返回类列表的对象（如果 foo 是 data.frame，则返回 data.frame），而 [[]] 方法返回其类由其值的类型确定的对象。

因此，使用 [] 方法会产生以下结果：

if( foo[ 'bool' ] ){ print("Hi!") }
Error in if (foo["bool"]) { : argument is not interpretable as logical

class( foo[ 'bool' ] )
[1] "list"

这是因为 [] 方法返回了一个列表，而列表不是直接传递给 if() 语句的有效对象。在这种情况下，我们需要使用[[]]，因为它将返回存储在“bool”中的“裸”对象，该对象将具有适当的类：

if( foo[[ 'bool' ]] ){ print("Hi!") }
[1] "Hi!"

class( foo[[ 'bool' ]] )
[1] "logical"

第二个区别是 [] 运算符可用于访问范围列表中的插槽或数据框中的列，而 [[]] 运算符仅限于访问单身的插槽或列。考虑使用第二个列表进行赋值的情况，bar()：

bar <- list( mat=matrix(0,nrow=2,ncol=2), rand=rnorm(1) )

假设我们想用 bar 中包含的数据覆盖 foo 的最后两个槽。如果我们尝试使用 [[]] 运算符，则会发生以下情况：

foo[[ 2:3 ]] <- bar
Error in foo[[2:3]] <- bar : 
more elements supplied than there are to replace

这是因为[[]] 仅限于访问单个元素。我们需要使用[]：

foo[ 2:3 ] <- bar
print( foo )

$str
[1] "R"

$vec
     [,1] [,2]
[1,]    0    0
[2,]    0    0

$bool
[1] -0.6291121

请注意，虽然分配成功，但 foo 中的插槽保留了它们的原始名称。

Answer 3

双括号访问列表元素，而单个括号会返回一个包含单个元素的列表。

lst <- list('one','two','three')

a <- lst[1]
class(a)
## returns "list"

a <- lst[[1]]
class(a)
## returns "character"

Answer 4

来自哈德利威翰：

我（看起来很蹩脚）的修改显示使用 tidyverse / purrr：

Answer 5

[] 提取列表，[[]] 提取列表中的元素

alist <- list(c("a", "b", "c"), c(1,2,3,4), c(8e6, 5.2e9, -9.3e7))

str(alist[[1]])
 chr [1:3] "a" "b" "c"

str(alist[1])
List of 1
 $ : chr [1:3] "a" "b" "c"

str(alist[[1]][1])
 chr "a"

Answer 6

只是在这里添加[[也配备了递归索引.

@JijoMatthew 的回答暗示了这一点，但没有进行探讨。

如 ?"[[" 所述，x[[y]] 等语法，其中 length(y) > 1 被解释为：

x[[ y[1] ]][[ y[2] ]][[ y[3] ]] ... [[ y[length(y)] ]]

请注意，这没有更改 [ 和 [[ 之间的区别的主要内容 - 即前者用于子集化，后者用于提取单个列表元素。

例如，

x <- list(list(list(1), 2), list(list(list(3), 4), 5), 6)
x
# [[1]]
# [[1]][[1]]
# [[1]][[1]][[1]]
# [1] 1
#
# [[1]][[2]]
# [1] 2
#
# [[2]]
# [[2]][[1]]
# [[2]][[1]][[1]]
# [[2]][[1]][[1]][[1]]
# [1] 3
#
# [[2]][[1]][[2]]
# [1] 4
#
# [[2]][[2]]
# [1] 5
#
# [[3]]
# [1] 6

要获得值 3，我们可以这样做：

x[[c(2, 1, 1, 1)]]
# [1] 3

回到上面@JijoMatthew 的回答，回想一下r：

r <- list(1:10, foo=1, far=2)

特别是，这解释了我们在误用 [[ 时往往会遇到的错误，即：

r[[1:3]]

r[[1:3]] 中的错误：递归索引在级别 2 失败

由于此代码实际上尝试计算 r[[1]][[2]][[3]]，并且 r 的嵌套在第一层停止，因此通过递归索引提取的尝试在 [[2]] 处失败，即在第二层。

r[[c("foo", "far")]] 中的错误：下标越界

在这里，R 正在寻找不存在的 r[["foo"]][["far"]]，因此我们得到下标越界错误。

如果这两个错误都给出相同的消息，可能会更有帮助/更一致。

Answer 7

作为术语，[[ 运营商提取物列表中的元素，而 [ 运算符采用子集的一个列表。

Answer 8

它们都是子集化的方式。 单个括号将返回列表的一个子集，它本身就是一个列表。即，它可能包含也可能不包含多个元素。 另一方面，双括号将只返回列表中的一个元素。

-单括号会给我们一个列表。如果我们希望从列表中返回多个元素，我们也可以使用单括号。 考虑以下列表：

>r<-list(c(1:10),foo=1,far=2);

现在，请注意当我尝试显示列表时返回列表的方式。 我输入 r 并按回车键。

>r

#the result is:-

[[1]]

 [1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10

$foo

[1] 1

$far

[1] 2

现在我们将看到单括号的魔力：

>r[c(1,2,3)]

#the above command will return a list with all three elements of the actual list r as below

[[1]]

 [1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10

$foo

[1] 1


$far

[1] 2

这与我们尝试在屏幕上显示 r 的值时完全相同，这意味着单括号的使用返回了一个列表，在索引 1 处我们有一个包含 10 个元素的向量，然后我们还有两个名为 foo 的元素和远。 我们也可以选择将单个索引或元素名称作为单个括号的输入。 例如。，：

> r[1]

[[1]]

 [1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10

在这个例子中，我们给出了一个索引“1”，并作为回报得到了一个包含一个元素的列表（这是一个包含 10 个数字的数组）

> r[2]

$foo

[1] 1

在上面的示例中，我们给出了一个索引“2”，作为回报，我们得到了一个包含一个元素的列表：

> r["foo"];

$foo

[1] 1

在此示例中，我们传递了一个元素的名称，并返回一个包含一个元素的列表。

您还可以传递一个元素名称向量，例如：

> x<-c("foo","far")

> r[x];

$foo

[1] 1

$far
[1] 2

在此示例中，我们传递了一个包含两个元素名称“foo”和“far”的向量。

作为回报，我们得到了一个包含两个元素的列表。

简而言之，单个括号将始终返回另一个列表，其元素数量等于您传递到单个括号中的元素数量或索引数量。

相反，双括号将始终只返回一个元素。 在转向双括号之前，请牢记一个注意事项。NOTE:THE MAJOR DIFFERENCE BETWEEN THE TWO IS THAT SINGLE BRACKET RETURNS YOU A LIST WITH AS MANY ELEMENTS AS YOU WISH WHILE A DOUBLE BRACKET WILL NEVER RETURN A LIST. RATHER A DOUBLE BRACKET WILL RETURN ONLY A SINGLE ELEMENT FROM THE LIST.

我将举几个例子。请记下粗体字，并在完成以下示例后返回：

双括号将返回索引处的实际值。（它将不是返回列表）

  > r[[1]]

     [1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10


  >r[["foo"]]

    [1] 1

对于双括号，如果我们尝试通过传递向量来查看多个元素，则会导致错误，因为它不是为满足该需求而构建的，而只是返回一个元素。

考虑以下

> r[[c(1:3)]]
Error in r[[c(1:3)]] : recursive indexing failed at level 2
> r[[c(1,2,3)]]
Error in r[[c(1, 2, 3)]] : recursive indexing failed at level 2
> r[[c("foo","far")]]
Error in r[[c("foo", "far")]] : subscript out of bounds

Answer 9

为了帮助新手在手动迷雾中导航，将 [[ ... ]] 符号视为崩溃函数 - 换句话说，当您只想从命名向量、列表或数据框中“获取数据”时。如果您想使用来自这些对象的数据进行计算，那么这样做很好。这些简单的例子将说明。

(x <- c(x=1, y=2)); x[1]; x[[1]]
(x <- list(x=1, y=2, z=3)); x[1]; x[[1]]
(x <- data.frame(x=1, y=2, z=3)); x[1]; x[[1]]

所以从第三个例子：

> 2 * x[1]
  x
1 2
> 2 * x[[1]]
[1] 2

Answer 10

对于另一个具体用例，当您要选择由 split() 函数创建的数据框时，请使用双括号。如果您不知道，split() 根据关键字段将列表/数据框分组为子集。如果您想对多个组进行操作、绘制它们等，这将很有用。

> class(data)
[1] "data.frame"

> dsplit<-split(data, data$id)
> class(dsplit)
[1] "list"

> class(dsplit['ID-1'])
[1] "list"

> class(dsplit[['ID-1']])
[1] "data.frame"

Answer 11

请参考以下详细说明。

我在 R 中使用了内置数据框，称为 mtcars。

> mtcars 
               mpg cyl disp  hp drat   wt ... 
Mazda RX4     21.0   6  160 110 3.90 2.62 ... 
Mazda RX4 Wag 21.0   6  160 110 3.90 2.88 ... 
Datsun 710    22.8   4  108  93 3.85 2.32 ... 
           ............

表格的第一行称为标题，其中包含列名。之后的每条水平线表示一个数据行，以行名开头，然后是实际数据。 一行的每个数据成员称为一个单元格。

单方括号“[]”运算符

要检索单元格中的数据，我们将在单个方括号“[]”运算符中输入其行和列坐标。两个坐标用逗号分隔。换句话说，坐标以行位置开始，然后是逗号，最后以列位置结束。顺序很重要。

例如 1：- 这是 mtcars 第一行第二列的单元格值。

> mtcars[1, 2] 
[1] 6

例如 2：- 此外，我们可以使用行名和列名而不是数字坐标。

> mtcars["Mazda RX4", "cyl"] 
[1] 6 

双方括号“[[]]”运算符

我们使用双方括号“[[]]”运算符引用数据框列。

例如 1：- 要检索内置数据集 mtcars 的第 9 列向量，我们编写 mtcars[[9]]。

汽车[[9]] [1] 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 ...

例如 2：- 我们可以通过名称检索相同的列向量。

mtcars[[“上午”]] [1] 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 ...