如何创建具有附加功能的 data.frame 子类

Question

我想创建一个几乎是数据框的类，具有一些增强功能（额外的功能、额外的属性），我想知道最好的方法是什么。该类基本上是一个数据框，但具有一些附加属性，例如该数据框的架构（以下称为“表单”，自动派生，表示为数据框，用于将数据框转换为正确的类型），和其他几件事。当用户在其他无法识别其特殊类型的函数中使用此对象时，我希望他们处理对象的 data.frame 部分。最好的方法是什么？

我发现的两种方法都不能令人满意；我列出了它们以及我仍然看到并试图解决的问题；问题是：做我想做的事情的最佳方法是什么？

方法一，使用“data.frame”作为“base”槽(inspired by this SO post)

setClass("formhubData", representation(form="data.frame"), contains="data.frame")
fd <- new('formhubData', data.frame(x=c(1,2)), form=data.frame(name='x', type='select one', label='X'))

这个方法让我可以做这样的事情：

fd$x                  >> 1 2
names(fd)             >> "x"

[更新：原来“崩溃”是由我的环境引起的，我在其中使用不同的参数反复调用 setClass('formhubData', ...)。在新的 R 会话中，以下所有功能都按预期工作。]

但它很快就会崩溃：

nrow(fd)              >> NULL
colnames(fd)          >> NULL

与上面链接的帖子不同，即使是简单的is.data.frame 也不适合我

is.data.frame         >> FALSE

方法二，使用“数据”槽（受SP启发）

setClass("formhubData", representation(data="data.frame", form="data.frame"))
fd <- new('formhubData', data=data.frame(x=c(1,2)), form=data.frame(name='x', type='select one', label='X'))

我丢失了默认定义：

fd$x             >> NULL
names(fd)        >> integer(0)

但是，至少我可以重新定义它们中的大多数（仍然需要了解[，[[等）：

 dim.formhubData <- function(x) dim(x@data)
 names.formhubData <- function(x) names(x@data)
 nrow(fd)        >> 2
 names(fd)       >> "x"

但是，我似乎无法表达这样一个事实，即对于任何采用 data.frame 的方法，我的类都应该用作其 @data 插槽的传递。我觉得需要像*.formhubData <- function(x, ...) *(x, ...) 这样的东西，而不是试图猜测我班级的客户可能使用的所有功能，并像dim.formhubData、names.formhubData 等那样定义它们。

有没有办法实现这样的目标？

Answer 1

虽然这两种方法在某种程度上都有效，但我实际上建议使用方法 2。关于“is-a”与“has-a”设计的“标准”面向对象的考虑通常会偏向于“has-a” .此外，在 R 中，方法可以随时添加到对象中，因此在某些方面，“is-a”是在宣传对您的类执行任意数量的任意事情是有意义的。这是一个很难履行的合同，即使对于像子设置这样的定义功能——大概如果用户在formhubData 中删除/添加行或列到底层data，你想更新@987654323 中的信息@。

相反，您似乎真的很想实现“具有”关系，并利用这个机会将接口限制为有意义的操作。您仍然可以通过简单的分派到底层实现，以最少的新代码获得大量的代码重用，例如，

setMethod(dim, "formhubData", function(x) dim(x@data)

例如，给你nrow 和ncol。对于常见操作（例如，子集），您希望提供尊重数据结构完整性的实现。如果确实是用户应该能够做几乎任意事情的情况，您可以为data 提供简单的“访问器”，也许使用setter 来执行将form 字段对齐所需的任何操作使用用户提供的更新后的 data.frame。