dplyr 包可以用于条件变异吗？

Question

当突变是有条件的（取决于某些列值的值）时可以使用突变吗？

这个例子有助于说明我的意思。

structure(list(a = c(1, 3, 4, 6, 3, 2, 5, 1), b = c(1, 3, 4, 
2, 6, 7, 2, 6), c = c(6, 3, 6, 5, 3, 6, 5, 3), d = c(6, 2, 4, 
5, 3, 7, 2, 6), e = c(1, 2, 4, 5, 6, 7, 6, 3), f = c(2, 3, 4, 
2, 2, 7, 5, 2)), .Names = c("a", "b", "c", "d", "e", "f"), row.names = c(NA, 
8L), class = "data.frame")

  a b c d e f
1 1 1 6 6 1 2
2 3 3 3 2 2 3
3 4 4 6 4 4 4
4 6 2 5 5 5 2
5 3 6 3 3 6 2
6 2 7 6 7 7 7
7 5 2 5 2 6 5
8 1 6 3 6 3 2

我希望使用 dplyr 包找到我的问题的解决方案（是的，我知道这不是应该工作的代码，但我想它使目的明确）用于创建新列 g：

 library(dplyr)
 df <- mutate(df,
         if (a == 2 | a == 5 | a == 7 | (a == 1 & b == 4)){g = 2},
         if (a == 0 | a == 1 | a == 4 | a == 3 |  c == 4) {g = 3})

我正在寻找的代码的结果在这个特定的例子中应该有这个结果：

  a b c d e f  g
1 1 1 6 6 1 2  3
2 3 3 3 2 2 3  3
3 4 4 6 4 4 4  3
4 6 2 5 5 5 2 NA
5 3 6 3 3 6 2 NA
6 2 7 6 7 7 7  2
7 5 2 5 2 6 5  2
8 1 6 3 6 3 2  3

有人知道如何在 dplyr 中执行此操作吗？这个数据框只是一个例子，我正在处理的数据框要大得多。由于它的速度，我尝试使用 dplyr，但也许还有其他更好的方法来处理这个问题？

Answer 1

使用ifelse

df %>%
  mutate(g = ifelse(a == 2 | a == 5 | a == 7 | (a == 1 & b == 4), 2,
               ifelse(a == 0 | a == 1 | a == 4 | a == 3 |  c == 4, 3, NA)))

添加 - if_else: 请注意，在 dplyr 0.5 中定义了一个 if_else 函数，因此替代方法是将 ifelse 替换为 if_else；但是请注意，由于if_else 比ifelse 更严格（条件的两条腿必须具有相同的类型），因此在这种情况下NA 必须替换为NA_real_。

df %>%
  mutate(g = if_else(a == 2 | a == 5 | a == 7 | (a == 1 & b == 4), 2,
               if_else(a == 0 | a == 1 | a == 4 | a == 3 |  c == 4, 3, NA_real_)))

已添加 - case_when 由于发布了此问题，dplyr 添加了case_when，因此另一种选择是：

df %>% mutate(g = case_when(a == 2 | a == 5 | a == 7 | (a == 1 & b == 4) ~ 2,
                            a == 0 | a == 1 | a == 4 | a == 3 |  c == 4 ~ 3,
                            TRUE ~ NA_real_))

添加 - 算术/na_if 如果值是数字并且条件（除了末尾的默认值 NA ）是互斥的，就像问题中的情况一样，那么我们可以使用算术表达式，使每一项都乘以所需的结果，最后使用na_if 将 0 替换为 NA。

df %>%
  mutate(g = 2 * (a == 2 | a == 5 | a == 7 | (a == 1 & b == 4)) +
             3 * (a == 0 | a == 1 | a == 4 | a == 3 |  c == 4),
         g = na_if(g, 0))

Answer 2

dplyr 现在有一个函数case_when，它提供了一个向量化的 if。与mosaic:::derivedFactor相比，语法有点奇怪，因为您不能以标准的dplyr方式访问变量，并且需要声明NA的模式，但它比mosaic:::derivedFactor快得多。

df %>%
mutate(g = case_when(a %in% c(2,5,7) | (a==1 & b==4) ~ 2L, 
                     a %in% c(0,1,3,4) | c == 4 ~ 3L, 
                     TRUE~as.integer(NA)))

编辑：如果您使用的是包的 0.7.0 版之前的 dplyr::case_when()，那么您需要在变量名前加上 '.$'（例如在里面写 .$a == 1 case_when)。

基准测试： 对于基准测试（重用 Arun 帖子中的函数）并减少样本量：

require(data.table) 
require(mosaic) 
require(dplyr)
require(microbenchmark)

set.seed(42) # To recreate the dataframe
DT <- setDT(lapply(1:6, function(x) sample(7, 10000, TRUE)))
setnames(DT, letters[1:6])
DF <- as.data.frame(DT)

DPLYR_case_when <- function(DF) {
  DF %>%
  mutate(g = case_when(a %in% c(2,5,7) | (a==1 & b==4) ~ 2L, 
                       a %in% c(0,1,3,4) | c==4 ~ 3L, 
                       TRUE~as.integer(NA)))
}

DT_fun <- function(DT) {
  DT[(a %in% c(0,1,3,4) | c == 4), g := 3L]
  DT[a %in% c(2,5,7) | (a==1 & b==4), g := 2L]
}

DPLYR_fun <- function(DF) {
  mutate(DF, g = ifelse(a %in% c(2,5,7) | (a==1 & b==4), 2L, 
                    ifelse(a %in% c(0,1,3,4) | c==4, 3L, NA_integer_)))
}

mosa_fun <- function(DF) {
  mutate(DF, g = derivedFactor(
    "2" = (a == 2 | a == 5 | a == 7 | (a == 1 & b == 4)),
    "3" = (a == 0 | a == 1 | a == 4 | a == 3 |  c == 4),
    .method = "first",
    .default = NA
  ))
}

perf_results <- microbenchmark(
  dt_fun <- DT_fun(copy(DT)),
  dplyr_ifelse <- DPLYR_fun(copy(DF)),
  dplyr_case_when <- DPLYR_case_when(copy(DF)),
  mosa <- mosa_fun(copy(DF)),
  times = 100L
)

这给出了：

print(perf_results)
Unit: milliseconds
           expr        min         lq       mean     median         uq        max neval
         dt_fun   1.391402    1.560751   1.658337   1.651201   1.716851   2.383801   100
   dplyr_ifelse   1.172601    1.230351   1.331538   1.294851   1.390351   1.995701   100
dplyr_case_when   1.648201    1.768002   1.860968   1.844101   1.958801   2.207001   100
           mosa 255.591301  281.158350 291.391586 286.549802 292.101601 545.880702   100

Answer 3

由于您要求其他更好的方法来处理问题，这里有另一种方法使用data.table：

require(data.table) ## 1.9.2+
setDT(df)
df[a %in% c(0,1,3,4) | c == 4, g := 3L]
df[a %in% c(2,5,7) | (a==1 & b==4), g := 2L]

注意条件语句的顺序颠倒了正确得到g。没有复制 g，即使是在第二次分配时也是如此 - 它已就地替换。

在较大的数据上，这将比使用 嵌套 if-else 和 it can evaluate both 'yes' and 'no' cases 具有更好的性能，并且嵌套可能更难读取/维护恕我直言。

---

以下是相对较大数据的基准：

# R version 3.1.0
require(data.table) ## 1.9.2
require(dplyr)
DT <- setDT(lapply(1:6, function(x) sample(7, 1e7, TRUE)))
setnames(DT, letters[1:6])
# > dim(DT) 
# [1] 10000000        6
DF <- as.data.frame(DT)

DT_fun <- function(DT) {
    DT[(a %in% c(0,1,3,4) | c == 4), g := 3L]
    DT[a %in% c(2,5,7) | (a==1 & b==4), g := 2L]
}

DPLYR_fun <- function(DF) {
    mutate(DF, g = ifelse(a %in% c(2,5,7) | (a==1 & b==4), 2L, 
            ifelse(a %in% c(0,1,3,4) | c==4, 3L, NA_integer_)))
}

BASE_fun <- function(DF) { # R v3.1.0
    transform(DF, g = ifelse(a %in% c(2,5,7) | (a==1 & b==4), 2L, 
            ifelse(a %in% c(0,1,3,4) | c==4, 3L, NA_integer_)))
}

system.time(ans1 <- DT_fun(DT))
#   user  system elapsed 
#  2.659   0.420   3.107 

system.time(ans2 <- DPLYR_fun(DF))
#   user  system elapsed 
# 11.822   1.075  12.976 

system.time(ans3 <- BASE_fun(DF))
#   user  system elapsed 
# 11.676   1.530  13.319 

identical(as.data.frame(ans1), as.data.frame(ans2))
# [1] TRUE

identical(as.data.frame(ans1), as.data.frame(ans3))
# [1] TRUE

不确定这是否是您要求的替代方法，但我希望它有所帮助。

Answer 4

case_when 现在是 SQL 风格案例的一个非常干净的实现：

structure(list(a = c(1, 3, 4, 6, 3, 2, 5, 1), b = c(1, 3, 4, 
2, 6, 7, 2, 6), c = c(6, 3, 6, 5, 3, 6, 5, 3), d = c(6, 2, 4, 
5, 3, 7, 2, 6), e = c(1, 2, 4, 5, 6, 7, 6, 3), f = c(2, 3, 4, 
2, 2, 7, 5, 2)), .Names = c("a", "b", "c", "d", "e", "f"), row.names = c(NA, 
8L), class = "data.frame") -> df


df %>% 
    mutate( g = case_when(
                a == 2 | a == 5 | a == 7 | (a == 1 & b == 4 )     ~   2,
                a == 0 | a == 1 | a == 4 |  a == 3 | c == 4       ~   3
))

使用 dplyr 0.7.4

说明书：http://dplyr.tidyverse.org/reference/case_when.html

Answer 5

mosaic 包中的 derivedFactor 函数似乎旨在处理这个问题。使用这个例子，它看起来像：

library(dplyr)
library(mosaic)
df <- mutate(df, g = derivedFactor(
     "2" = (a == 2 | a == 5 | a == 7 | (a == 1 & b == 4)),
     "3" = (a == 0 | a == 1 | a == 4 | a == 3 |  c == 4),
     .method = "first",
     .default = NA
     ))

（如果您希望结果是数字而不是因子，您可以将derivedFactor 包装在as.numeric 调用中。）

derivedFactor 也可以用于任意数量的条件。