Rのオブジェクト
Itoshi NIKAIDO <dritoshi@gmail.com>
1

Rはすべてがオブジェクト
vector, matrix, 関数...
ひとつのクラスに属する
2

そもそもオブジェクトとは
変数やシンボルを介してメモリのデータへアクセスしたい
言語から直接メモリにアクセスするといろいろと面倒
特別なデータ構造を決めておきオブジェクトとして定義しておく
そのオブジェクトにシンボルや変数を介してアクセスすれば楽
3

Rオブジェクトにはデータ型がある
integer, double, logical, complex, character, raw
4

あれ? numeric は?
Rオブジェクトにはデータ型以外の概念がある → mode
5

mode
Sはデータ型を mode と呼んでいたらしい
Sとの互換のため。mode がある
type mode
logical logical
integer numeric
double numeric
complex complex
character character
ユーザが意識する
のはここ
6

storage mode
メモリ上ではどのようなデータ型で保存しているのか?
メモリ上では numeric を区別しなければならない
type mode storage mode
logical logical logical
integer numeric integer
double numeric double
complex complex complex
character character character ほかの言語から
データにアクセ
スする場合はス
トレージモード
typeof() mode() storage.mode()
が重要になる
7

オブジェクトは属性を持つ
成分の名前、次元、所属するクラス、時系列属性
8

オブジェクトは属性を持つ
成分の名前、次元、所属するクラス、時系列属性など
names() dim() class() tsp()
dimnames()
オブジェクトの構造: str()
オブジェクトの属性: attributes()
9

オブジェクトはデータ構造を表現する
オブジェクトをひとまとまりにして、まとめて操作したい
vector, matrix, list, data.frame...
10

Rで基本となる4つのデータ構造
次元数と異なるタイプを混ぜられるかで分類できる
vector list
3 2 4 1 ... 3 A 4 G ... 1D
c(3,2,4,1) list(3,”A”,4,”G”)
matrix data frame
3 2 4 1 ... 3 A 4 C ... 2D
2 0 5 3 2 T 5 G
1 1 7 3 1 G 7 C
...
...
matrix( data.frame(
c(3,2,1,2,0,1,4,5,7,1,3,3), first = c(3,2,1),
nrow = 3 first.base = c("A", "T", "G"),
) second = c(4,5,7),
second.base = c("C", "G", "C")
)
same types differential types
11

統計言語らしいデータ構造 factor
カテゴリカル変数を表現するためのデータ構造
男女、年代、クラス分けなどカテゴリを扱いたい
この水準に文字列の名前を使いたい
水準を数値で表現してしまうと、誤って数値計算してしまう恐れがある
特別な水準を表現するデータ構造として factor が用意されている
12

factorの構造
factor class であり、labels 属性を持つオブジェクト
R> sex <- factor(c("female", "male", "female", "female"))
R> sex
[1] female male female female
Levels: female male
## level 数
R> nlevels(sex)
[1] 2
R> is(sex)
[1] "factor" "integer" "oldClass" "numeric" "vector"
R> class(sex)
[1] "factor"
R> str(sex)
Factor w/ 2 levels "female","male": 1 2 1 1
内部的にはラベルが整数に割り当てられている
13

factorが苦手?
いつのまにか factor になる。factor のなにが嬉しいか
> R は character を factor へ強制変換したがる
- データフレームに変換したとき
data.frame(stringsAsFactors = default.stringsAsFactors)
- テキストファイルからデータを入力したとき
read.table(stringsAsFactors = TRUE)
> Factor に慣れたほうが嬉しいことがたくさんある
関数やモデル式が factor をカテゴリカル変数として認識して
よい具合に処理してくれる
14

自分でオブジェクトを定義したい
オブジェクト指向プログラミング
R のオブジェクト指向は歴史的経緯で3種類もある...
これから覚えるならR5だけ覚えればよい (すごく私見)
- S3: オブジェクトの属性にクラス名を入れただけ + 総称関数。
ゆるふわ。
- S4:クラスやメソッドを厳密に定義できるようになった! でも値渡し...
黒歴史なので、Bioconductor のパッケージ作らない人は 忘れてよい (また私見)
- R5: いわゆる普通のオブジェクト指向 (R2.12以降)
オブジェクトを参照渡しできる!
オブジェクト作成後に変更できる = mutable なオブジェクト
普通のオブジェクト指向ができる! (関数言語っぽさがなくなる)
15

加筆予定
説明していないこと
いろいろなオブジェクト
- 言語オブジェクト: 文字列から式を作る、あるいはその逆
- 予約オブジェクト: lazy evaluation を実現する
- 表現式オブジェクト: 文の集まり。文はシンボルの集まり
16

まとめ
Rのオブジェクトとはなにか?
Rはすべてがオブジェクト
- オブジェクトの型
- データ型、mode, storage.mode
- オブジェクトのデータ構造
- オブジェクト指向プログラミング
17

参考資料
論文、オンラインドキュメント、書籍
• The R Language Definition
• Rプログラミングマニュアル
• Rの基礎とプログラミング技法
• R言語逆引きハンドブック
18