R의 기초 사용법

1. 기초 사용법

• R Studio 프로그램에서는 스크립트를 이용해 명령어를 실행, 저장하도록 한다.
• R Studio에서 제공하는 스크립트를 기준으로 설명한다.

기본 사용 기능

• # (해시 기호)

  • 주석 (Comment)의 기능

  • 프로그램 전반적인 내용, 명령어의 내용 등이 무엇을 의미하는지 알 수 있도록 사용자가 설명을 달아주는 기능

  • # 뒤에 있는 한 줄이 주석으로 처리되면, R에서 지정된 문법을 검사하지 않는다.

    • 다른 줄도 주석처리를 하고 싶으면 해당 줄 앞에 #을 입력해야한다.

• ; (세미콜론)

  • 하나의 명령어가 끝났음을 알려주는 기능

  • 한 줄에 하나의 명령 밖에 없으면 세미콜론을 해 주지 않아도 명령어가 끝났음을 인식한다.

• Enter (엔터)

  • 다음 줄로 이동할 때 사용

• Ctrl + Enter (컨트롤 + 엔터)

  • R의 명령어를 실행하는 기능

  • 명령어가 한 줄인 경우 마우스의 위치는 해당 줄의 아무 곳에 있어도 상관이 없다.

  • 명령어가 두 줄 이상인 경우 반드시 해당 명령어가 있는 곳을 블록을 잡고 실행한다.

  • R GUI에서는 Ctrl + R

  

• Shift + Enter (시프트 + 엔터)

  • 동일한 위치에 다른 전달인자 (Argument)를 올 수 있도록 해준다.

  • Shift + Enter를 이용해서 명령어가 길게 표현되는 것을 방지한다.

    

    

• 대소문자

  • R은 대소문자를 구분한다 (Case Sensitive)
  • 소문자 'x'와 대문자 'X'는 전혀 다른 것을 의미하기 때문에 주의가 필요하다.

  
  
  

2. R Script 실행하기

• Tools -> Global options -> apperance 에서 글자 크기 등 조정 가능하다.

• Ctrl + Enter로 실행할 수 있다.

• enter를 기준으로 실행되는 것을 볼 수 있음

3. R의 연산자

산술 연산자(Arithmetic Operator)

• 1개 이상의 수치에 대한 연산

• 더하기, 빼기, 곱하기, 나누기, 거듭제곱, 몫, 나머지를 구할 수 있다.

• 산술 연산자의 우선순위 (높은 순)

  • 괄호 (( ))

  • 거듭제곱(^(Caret), **)

  • 곱하기(*), 나누기(/)

  • 더하기(+), 빼기(-)

• ⭐ 동일한 우선순위의 산술 연산자가 나열된 경우 왼쪽이 오른쪽보다 우선순위를 갖게 된다.

할당 연산자 (Allocation Operator)

• 어떤 객체의 이름(변수 이름, 데이터 이름)에 특정한 값을 저장할 때 사용하는 연산자

• 객체에 무엇이 있는지를 일부러 새로운 명령어를 실행하지 않아도 알 수 있는 기능

• 왼쪽 화살표와 =을 병행해서 사용한다.

  • ->는 잘 사용되지 않는다.

비교 연산자 (Relational Operator)

• 두 개 값에 대한 비교로써 맞으면 TRUE, 맞지 않으면 FALSE를 반환하여비교 연산의 최종적인 결과가 갖는 값

• 비교 연산자의 종류

  • 크다 A > B

  • 크거나 같다

  • 작다

  • 작거나 같다

  • 같다 ==

  • 같지 않다 !=

  • 아니다 !

논리 연산자

• 두 개 이상의 조건을 비교하여 결과를 낸다.

• &, &&는 모든 조건이 참일 때에만 최종적인 결과가 TRUE가 된다.

• |, ||는 조건 중에서 하나라도 참이면 최종적인 결과가 TRUE가 된다.

• 벡터(Vector)가 오면 &와 &&의 결과 또는 |와 ||의 결과에는 차이가 발생한다.

• &

  • AND의 개념

  • 두 개(또는 그 이상)의 조건을 동시에 만족할 때만 TRUE가 되는 논리 연산

  • &는 데이터가 하나인 경우나 데이터가 두 개 이상인 경우

  • X = 1 : 3 (== X = (1,2,3)), Y = 5 : 7 -> (X > 3) && (Y > 3) -> (X: 1, y: 5) -> FALSE

• &&

  • AND의 개념으로 두개(또는 그 이상)의 조건을 동시에 만족할 때만 TRUE가 되는 논리 연산

  • 데이터가 하나인 경우에만 가능

  • 벡터(Vector)인 경우 벡터(Vector)의 첫 번째만 작동하고 나머지는 작동하지 않음

  • X = 3, Y = 4 -> (X > 3) && (Y > 3) -> FALSE

• |

  • OR의 개념

  • 두 개(또는 그 이상)의 조건 중에서 하나만 만족하여도 TRUE가 되는 논리 연산

  • 데이터가 하나인 경우나 두 개 이상인 경우

• ||

  • OR의 개념으로 두 개(또는 그 이상)의 조건 중에서 하나만 만족하여도 TRUE가 되는 논리 연산

  • 데이터가 하나인 경우에만 가능

  • 벡터(Vector)인 경우에는 벡터(Vector)의 첫 번째만 작동하고 나머지는 작동하지 않음

4. R의 데이터 유형

기본 데이터 유형

• R 에서 데이터의 기본적인 속성으로 데이터의 유형이 있음
• 데이터가 어떤 값(숫자, 문자)으로 이루어져 있는가를 의미
• 데이터 유형에는 기본적인 것과 특수한 형태로 구성

• 기본 데이터 유형

  • 기본적인 데이터 유형에는 수치형, 문자형, 논리형, 복소수형이 있다.

  • 수치형, 문자형, 논리형이 자주 사용

  • 복소수형은 수학분야를 다룰 때에 사용

특수 형태의 데이터 유형

• NULL

  • 존재하지 않는 객체로 지정할 때 사용

    • 객체: 데이터, 그래프, 분석 결과를 담고 있는 것을 가리킨다.

• NA

  • Not Available의 약자로 결측치(Missing value)를 의미
    

• NaN

  • Not available Number 의 약자로 수학적으로 계산이 불가능한 수를 의미

  • 예 : sqrt 3) 로 음수에 대한 제곱근은 구할 수 없다.

• Inf

  • Infinite의 약자로 양의 무한대

• -Inf

  • 음의 무한대

5. 데이터 유형 알아내기

mode() 함수

• mode() 함수

  • mode(데이터명)

  • 문자형 형태로 최종적인 결과를 알려준다.

    • (“numeric”, “character”, “logical”, “complex”) 중에 하나로 표현

  

is로 시작하는 함수

• is로 시작하는 함수들의 최종적인 결과는 TRUE 또는 FALSE 형태로 나타남

6. 데이터 유형의 우선순위

• 대표적인 데이터 유형(수치형, 문자형, 논리형, 복소수형)에는 우선순위가 있다.

• 벡터와 같은 데이터에서 발생한다.

  • 벡터는 하나의 유형만 가질 수 있다.

  • 벡터를 만들 때, 여러가지의 유형을 넣어도 최종적인 결과에는 하나의 유형으로 변경된다.

• 4가지 데이터 유형의 우선순위 (문자형 > 복소수형 > 수치형 > 논리형)

  • 문자형(Character)

  • 복소수형(Complex)

  • 수치형(Numeric)

  • 논리형(Logical)

• 전부 우선순위가 가장 높은 문자형으로 변경된다.

7. 데이터 유형의 강제 변환

데이터 유형을 강제 변경하는 함수

• 데이터 유형 중 우선순위가 낮은 형태에서 우선순위가 높은 형태로는 강제적으로 유형 변환이 가능하다.

• 우선순위가 높은 형태에서 우선순위가 낮은 형태로의 변환은 일부만 가능하기 때문에 경우에 따라서 강제적으로 유형이 변경되지 않을 수 있다.

  

8. 벡터란?

벡터의 개념

• R은 데이터가 어떤 구조(Structure) 또는 형태로 되어 있느냐에따라 벡터(Vector), 행렬(Matrix), 배열(Array), 데이터프레임(Data frame), 요인(Factor), 리스트(List) 등으로 구분됨
• 가장 대표적인 데이터 형태는 벡터(Vector)이다.

• 백터의 개념

  • 백터는 동일한 데이터 유형으로 이루어진 한 개 이상의 값들로 구성

  • 하나의 열(Column)로 되어 있다.

  • 벡터는 데이터 분석의 가장 기본 단위이다.

9. 벡터 생성하기

하나의 값으로 이루어진 벡터

두개 이상의 값으로 이루어진 백터

• 두 개 이상의 값으로 이루어진 벡터를 생성할 때와 하나의 값으로 이루어진 벡터를 생성하는 방법이 다름
• 두 개 이상의 값으로 이루어진 벡터를 생성하는 것이 대표적인 방법
  • c(), :, seq(), sequence(), rep()

• c()

  • c() 함수는 combine 또는 concatenate의 약자

  • 벡터를 생성하는 가장 대표적인 방법

  • 네 가지 유형(수치형, 문자형, 논리형, 복소수형)에 적용 가능

    • 수치형 벡터, 문자형 벡터, 논리형 벡터, 복소수형 벡터 생성 가능

  • 규칙이 없는 데이터로 이루어진 벡터를 생성할 때 사용

    • 규칙이 있을 때에는 다른 기능을 이용

  

  • 수치형 벡터인 v1, 문자형 벡터인 v2, 논리형 벡터인 v3을 생성하면 다음과 같다.

  • c() 함수는 벡터들을 하나로 합쳐서 하나의 새로운 벡터를 생성할 수도 있음

  • 새로운 v1 벡터와 v2를 생성, c() 함수를 이용하고, v1, v2 벡터를 연결하여 v3이라는 새로운 벡터를 생성할 수 있음

    
    

• :

  • 콜론(:)은 수치형에만 적용

  • 1씩 증가되거나 1씩 감소되는 규칙이 있는 값으로 이루어진 벡터를 생성할 때 사용

    
    

  • start:end 구조로 사용

    • start, end는 숫자

    • start > end이면 1씩 감소

    • start < end이면 1씩 증가

    • start=end이면 start 또는 end가 된다.

      • 둘 중 하나의 값

  • 시작은 무조건 start에서 시작, end를 넘지 않음

    
    

  

  

  

  

  • 콜론(:)도 벡터를 생성할 때 사용하지만, 다른 데이터 형태에서 연달아 있는 특정한 행이나 열의 데이터를 추출할 때 사용할 수 있음

• seq()

  • seq() 함수는 sequence의 약자

  • 콜론(:)의 확장 또는 일반화

  • 콜론(:)은 1씩 증가하거나 1씩 감소하는 수치형으로 이루어진 벡터를 생성하지만, seq() 함수는 1 이외의 증가 또는 감소가 되는 규칙 있는 수치형 벡터를 생성함

    

    
    

    

    

    

    

    
    

  • seq() 함수에는 from, to, by라는 argument가 있다.

  • R을 사용하면서 함수에 있는 argument는 가능하면 생략하지 않고 쓰도록 한다.
    (함수 안에 있는 값들이 무엇인지 본인과 코드를 보는 다른 사람에게도 도움이 됨)

  • argument의 순서는 문법에 영향을 주지 않지만 최대한 순서를 중요하게 생각해서 작성하는 것을 추천

• sequence()

  • sequence() 함수는 sequence(숫자) 형태로 사용

  • 1과 지정한 ‘숫자’ 사이의 정수로 이루어진 수치형 벡터를 생성

    • 음수가 들어오면 에러가 발생한다.

  

  
  

  

  

  

  

  

• rep()

  • rep() 함수는 replicate의 약자(복사하다, 반복하다의 뜻)

  • rep() 함수는 수치형, 문자형, 논리형, 복수형으로 된 벡터를 생성할 수 있음

  • rep() 함수에 지정된 데이터를 복사해 주는 기능

  

  
  

  

  

  

  

  

  • 우선순위로 인하여, each가 먼저 적용된 다음 times가 적용된다.

  

  • times = c(10,5)는 앞의 "a"를 10번, "b"를 5번 복사하라는 의미이다.

10. 벡터의 속성

• 벡터가 가지는 값 = 원소(Element)
• 원소들이 어떤 데이터 유형으로 이루어졌는지,
  원소의 개수는 몇 개 인지, 원소의 이름은 어떻게 되어 있는지를 나타내는 것을 벡터의 속성이라고 함

데이터의 유형

• 벡터가 가지는 값의 데이터 유형을 알아보기 위해 mode(), is.numeric(), is.character(), is.logical(), is.complex() 함수를 사용

• 함수의 사용방법

  • mode(벡터)

  • is.numeric(벡터)

  • is.character(벡터)

  • is.logical(벡터)

  • is.complex(벡터)

  
  

• 데이터 유형을 알아보는 방법

  • 27, 35, 47, 41의 4개의 수치형 값으로 이루어진 v1 벡터를 생성, v1의 데이터 유형 확인하기

  

원소의 개수

• 벡터가 몇 개의 원소(element)를 가지고 있는지를 원소의 개수(또는 데이터의 개수)라고 한다.

• length() 함수를 사용하여 확인 가능하다.

원소의 이름

• 기본적으로는 벡터의 원소에 대한 이름은 없으나 이름을 부여할 수 있다.

• names() 함수를 사용

  • 원소의 이름이 무엇인지 알 수 있다.

  • 원소의 이름을 새롭게 부여할 수 있다.

• names() 함수 사용방법(이름 확인하기)

  

• names() 함수 사용방법(이름 부여하기)

  

11. 벡터의 인덱싱

• 벡터의 인덱싱

  • 벡터가 가지는 원소들 중에서 일부의 원소를 추출할 때는 대괄호([]) 를 사용

  • 대괄호 안에 추출하기 원하는 원소의 위치(index)를 수치로 입력

  • R에서는 벡터의 첫 번째 원소에 대한 위치는 1부터 시작

  • 두 개 이상의 원소를 추출할 때에는 c(), :, seq(), sequence() 등을 사용

  
  
  • 다른 컴퓨터 프로그램 언어는 첫 번째 원소에 대한 위치를 0으로 인식하는 경우가있기 때문에 차이점을 잘 인지해야 함

• 벡터에서 일부의 원소를 추출하는 방법

  • 벡터[index]

  • 5명의 몸무게 (57, 81, 65, 49, 72)를 저장하는 weight라는 변수를 생성

  
  
  
  
  

12. 벡터의 연산

• 수치형 벡터로 된 두 개 이상의 벡터 간에 사칙연산 가능
• R의 강점은 벡터의 연산이 편리하고 빠르다는 점이다.
  (for() 등은 속도가 늦어질 수 있다)

벡터의 길이가 동일한 경우

• 연산에 사용되는 벡터들의 원소의 개수가 동일한 경우

  • 벡터들 간의 사칙연산이 가능하며 최종적인 결과는 벡터가 된다.

• 벡터들 간의 연산이 될 때에는 각 벡터에 있는 동일한 위치의 값들 간의 연산이 된다.

  • 예 : 수치형 벡터 v1, v2가 있을 때, v1+v2의 연산을 하면 v1[1]+v2[1]의 연산이 된다.

  

• v1에는 1, 2, 3을 가지고, v2는 4, 5, 6을 갖도록 생성한 후에 연산

  • v1 = 1:3

  • v2 = 4:6

  • v1 + v2

  • v1 – v2

  • v1 * v2

  • v1 / v2

  • v1 ** v2

    
    

    
    
    

• 두 벡터가 가지는 원소의 개수가 다르더라도 결과적으로 연산이 된다.

• 벡터 자체는 변하지 않지만 연산과정에서 원소의 개수가 적은 쪽의 벡터는원소 개수가 많은 쪽의 벡터와 동일하게 원소의 개수를 맞춘다.

  • 원소 개수가 차이가 나는 만큼 임시적으로 데이터가 생성된다.

벡터의 길이가 동일하지 않은 경우

• 재사용 규칙(recycling rule)

  • v1은 3개의 데이터, v2는 6개의 데이터가 있다면 v1과 v2 벡터 간의 연산을 했을 경우 (두 벡터의 개수가 다를 경우)

    • v1의 데이터는 추가적으로 3개가 더 생성되어 6개가 된다.

    • 새롭게 생성되는 3개의 데이터는 v1이 가지고 있는 값을 순차적으로 새롭게 생성되는 데이터에 지정

  • 재사용 규칙은 R이 가지는 중요한 특징이다.

• v1에 1, 2, 3을, v2에는 1, 2, 3, 4, 5, 6을 저장하고 있을 때, 두 벡터 간의 연산

  

• v1은 1, 2, 3을 가지는 벡터이고, v2는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10을 가지는 벡터일 때