Matrices y Listas.
Matriz (matrix)#
# Opcion A
x <- matrix(c(1,2,3,4,5,6), nrow = 2, ncol = 3)
x
# [,1] [,2] [,3]
# [1,] 1 3 5
# [2,] 2 4 6
Ahora que ya conocemos las funciones seq() y seq_len() podemos crear la matriz de esta manera:
# Opcion B
x <- matrix(seq(1,6), nrow = 2, ncol = 3)
# Opcion C
**x <- matrix(seq_len(6), nrow = 2, ncol = 3)**
Extraer elementos de una matriz (matrix)#
Al igual que con los dataframe usaremos las filas y columnas (x[fila, columna]) para extraer la información.
x[2,3]
# [1] 6
Obtener la información de la columna 1.
x[,1]
# [1] 1 2
A diferencia del error que nos daria si no respetamos el [fila, columna], en las matrices si nos dara una salida:
x[2]
# [1] 2
Nos da el 2nd elemento contenido en la matriz, recuerdas que los elementos de la matriz al declararla eran c(1,2,3,4,5,6).
NOTA: Para evitar complicaciones es mejor usar la manera [fila, columna].
Ejercicios:#
- Genera una matriz de tamano 2 x 3 (filas, columnas) (rows, columns)
# Opcion A
x <- matrix(1:6, nrow = 2, ncol = 3)
# Opcion B
x <- matrix(1:6, 2, 3)
x
- Sustituir los valores presentes en la columna 3 de la matriz, por los valores 10 y 15
x[, 3] <- c(10,15)
x
# [,1] [,2] [,3]
# [1,] 1 3 10
# [2,] 2 4 15
- Visualizacion en modo de vector
x[, 3]
# [1] 10 15
- Visualizacion en modo de matriz
x[, 3, drop = FALSE]
# [,1]
# [1,] 10
# [2,] 15
NOTA: Por default se encuentra como
drop = TRUEdentro del codigo interno, si queremos visualizar nuestros datos como una matriz de salida, podriamos cambiarlo adrop = FALSE.
- Eliminar la columna 1
x[, -1]
# [,1] [,2]
# [1,] 3 10
# [2,] 4 15
- Eliminar multiples columnas y Visualizacion en modo de matriz
x[, -(1:2), drop = FALSE] # es lo mismo que x[, 3, drop = FALSE]
# [,1]
# [1,] 10
# [2,] 15
Tambien podemos usar drop = FALSE en los dataframes#
En la clase anterior visualizamos los cambios que podemos realizarle al siguiente dataframe.
df <- data.frame(genes = paste0("Gen", seq_len(8)),
expression = c(3.8, 5.5, 6.3, 1.8, 9, rep(3,3)),
treatment =c(rep("Control", 4), rep("Condicion1",4)))
Si quiero visualizar los primeros 3 datos de la columna 1 en forma de matriz
head(df[,2, drop = FALSE],3)
# expression
# 1 3.8
# 2 5.5
# 3 6.3
Propiedades de las matrices#
Estructura de la matriz:
str(x)
# num [1:2, 1:3] 1 2 3 4 10 15
class(x)
# [1] "matrix" "array"
Dimensiones:
dim(x)
# [1] 2 3
A diferencia de una dataframe, en la matriz el nombre de las filas y columnas es un valor NULL.
rownames(x)
# NULL
colnames(x)
# NULL
Renombrar filas y columnas en la matriz#
Recuerda que es una matriz de 2 filas con 3 columnas:
# Renombrar filas
rownames(x) <- c("Gen1", "Gen2")
x
# [,1] [,2] [,3]
# Gen1 1 3 10
# Gen2 2 4 15
# Renombrar columnas
colnames(x) <- c("Condicion1", "Condicion2", "Condicion3")
x
# Condicion1 Condicion2 Condicion3
# Gen1 1 3 10
# Gen2 2 4 15
Operaciones en una matriz#
Dividir toda la matriz entre 2.
x / 2
# Condicion1 Condicion2 Condicion3
# Gen1 0.5 1.5 5.0
# Gen2 1.0 2.0 7.5
Elevar a la 2:
x ** 3
# Condicion1 Condicion2 Condicion3
# Gen1 1 27 1000
# Gen2 8 64 3375
Transponer o invertir la matriz#
Usando la funcion t(). Se puede emplear en un dataframe tambien.
t(x)
# Gen1 Gen2
# Condicion1 1 2
# Condicion2 3 4
# Condicion3 10 15
Agregar información en la matriz (por columnas)#
# matriz 1
matriz1 <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange","grape", "pineapple", "pear", "melon", "fig"), nrow = 3, ncol = 3)
# matriz 2
matriz2 <- matrix(c("strawberry", "blueberry", "raspberry"), nrow = 3, ncol = 1)
# Juntar matrices
newmatrix <- cbind(matriz1, matriz2)
newmatrix
# [,1] [,2] [,3] [,4]
# [1,] "apple" "orange" "pear" "strawberry"
# [2,] "banana" "grape" "melon" "blueberry"
# [3,] "cherry" "pineapple" "fig" "raspberry"
NOTA:
cbind()nos permite unir por columnas las dos matrices, respetando que ambas tienen 3 filas.
Agregar información en la matriz (por filas)#
# Crear una nueva matriz mientras juntamos a la matriz 1
newmatrix <- rbind(matriz1, c("strawberry", "blueberry", "raspberry"))
newmatrix
# [,1] [,2] [,3]
# [1,] "apple" "orange" "pear"
# [2,] "banana" "grape" "melon"
# [3,] "cherry" "pineapple" "fig"
# [4,] "strawberry" "blueberry" "raspberry"
NOTA:
rbind()nos permite unir por filas respetando que tenemos 3 elementos por fila.
Extraer datos en una matriz#
Para un solo elemento, visualizacion tipo matriz
# Opcion A
newmatrix == "apple"
# [,1] [,2] [,3]
# [1,] TRUE FALSE FALSE
# [2,] FALSE FALSE FALSE
# [3,] FALSE FALSE FALSE
# [4,] FALSE FALSE FALSE
Para un solo elemento, visualizacion tipo vector
# Opcion B
newmatrix %in% "apple"
# [1] TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
Extraer datos en una matriz#
Para multiples elementos, visualizacion tipo matriz
# Opcion A
newmatrix == c("apple", "melon")
# [,1] [,2] [,3]
# [1,] TRUE FALSE FALSE
# [2,] FALSE FALSE TRUE
# [3,] FALSE FALSE FALSE
# [4,] FALSE FALSE FALSE
Para multiples elementos, visualizacion tipo vector
# Opcion B
newmatrix %in% c("apple", "melon")
# [1] TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE TRUE FALSE FALSE
Crear una lista (list)#
Primero veamos como se declara una lista y su estructura:
# Declarar una lista, cada elemento esta separado por una coma
mylist <- list("8", c(1,2,3))
mylist
# [[1]]
# [1] "8"
#
# [[2]]
# [1] 1 2 3
Estructura de la lista
str(mylist)
# List of 2
# $ : chr "8"
# $ : num [1:3] 1 2 3
Una lista puede contener vectores y matrices dentro:
myvector <- 1:10
mymatrix <- matrix(1:4, nrow = 2)
mydf <- data.frame("num" = 1:3, "let" = c("a", "b", "c"))
Guardamos todo en la lista:
mylist <- list(
"vector" = myvector,
"matriz" = mymatrix,
"dataframe" = mydf
)
str(mylist)
# List of 3
# $ vector : int [1:10] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
# $ matriz : int [1:2, 1:2] 1 2 3 4
# $ dataframe:'data.frame': 3 obs. of 2 variables:
# ..$ num: int [1:3] 1 2 3
# ..$ let: chr [1:3] "a" "b" "c"
Propiedades de una lista
El largo de una lista es igual al número de elementos que contiene, sin importar de qué tipo o clase sean.
length(mylist)
# [1] 3
Dado que una lista siempre tiene una sola dimensión, la función dim() nos devuelve NULL.
dim(mylist)
# NULL
Las listas tienen clase list, sin importar qué elementos contienen.
class(mylist)
# [1] "list"
Extraer elementos de una lista#
Para una lista, puede utilizar corchetes simples [ ] o corchetes dobles [[ ]], dependiendo de lo que desee extraer.
mylist <- list(myvector, mymatrix, mydf)
mylist
# [[1]]
# [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
#
# [[2]]
# [,1] [,2]
# [1,] 1 3
# [2,] 2 4
#
# [[3]]
# num let
# 1 1 a
# 2 2 b
# 3 3 c
Elementos en esta lista, las sublistas:
[[1]] - Vector (myvector)
[[2]] - Matriz (mymatrix)
[[3]] - dataframe (mydf)
Podemos utilizar [ ] para extraer una sublista que sólo contenga, por ejemplo, el primer elemento, que es el vector
mylist[1]
# [[1]]
# [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tambien podemos utilizar [[ ]] para extraer un único elemento, que tendrá la clase de ese elemento.
mylist[[1]]
# [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
En este caso para obtener el primer elemento de esta sublista, emplearemos lo visto en la clase anterior sobre dataframe.
mylist[[1]][1]
# [1] 1
Asignar nombres a cada sublista
names(mylist) = c("vector", "matriz", "dataframe")
Para obtener una sublista, podemos emplear lo visto para dataframe, empleando el nombre de la sublista.
mylist$vector
# [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
O puedes usar:
mylist[["vector"]]
# [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Entonces para obtener el primer elemento de la sublista vector puedo hacerlo de la siguiente manera:
# Opcion A
mylist[[1]][1]
# [1] 1
# Opcion B
mylist$vector[1]
# [1] 1
# Opcion C
mylist[["vector"]][1]
# [1] 1
Otra forma de extraer elementos de una lista#
Extraer el 3er elemento de la primera sublista.
# Opcion A
mylist[[1]][3]
# [1] 3
# Opcion B
mylist[[c(1, 3)]]
# [1] 3
NOTA: Dentro del c(), primero colocamos la sublista y luego el elemento. c(sublista, elemento).
Extraer multiples sublistas#
Si queremos las dos primeras sublistas, usaremos [] para seleccionarlas
# Opcion A
mylist[c(1, 2)]
# $vector
# [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
#
# $matriz
# [,1] [,2]
# [1,] 1 3
# [2,] 2 4
# Opcion B
mylist[c("vector", "matriz")]
# $vector
# [1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
#
# $matriz
# [,1] [,2]
# [1,] 1 3
# [2,] 2 4
NOTA: Son [] simples para llamar sublistas y [[]] para nombrar a los elementos de las sublistas.
Operaciones en una lista#
Podemos realizar operaciones si especificamos a que elemento de la lista queremos ejecutarle alguna operacion.
mylist[[1]] * 2
# [1] 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
NOTA: No olvides los [[]] para indicar los elementos contenidos en la lista.
Filtrar algunos elementos#
Podemos emplear nuestros conocimientos previos para buscar elementos en una sublista:
# Ejemplo 1
mylist$matriz[mylist$matriz == 2]
# [1] 2
# Ejemplo 2
mylist$dataframe[mylist$dataframe == "a"]
# [1] "a"
Sustituir un elemento#
mylist$matriz[1] <- 5
mylist$matriz
# [,1] [,2]
# [1,] 5 3
# [2,] 2 4
Eliminar una sublista#
Para eliminar una sublista debemos darle el valor de NULL. En este caso eliminaremos el primera sublista (elemento) que es el vector.
mylist[[1]] = NULL
mylist
# $matriz
# [,1] [,2]
# [1,] 5 3
# [2,] 2 4
#
# $dataframe
# num let
# 1 1 a
# 2 2 b
# 3 3 c
Agregar una nueva sublista#
Para agregar una sublista usaremos $.
mylist$occupation <- "Analista de datos"
mylist
# $matriz
# [,1] [,2]
# [1,] 5 3
# [2,] 2 4
#
# $dataframe
# num let
# 1 1 a
# 2 2 b
# 3 3 c
#
# $occupation
# [1] "Analista de datos"
Agregar una lista existente#
frutas <- list( c("manzana", "pera", "uva"))
mylist <- c(mylist, "frutas" = frutas)
mylist
# $matriz
# [,1] [,2]
# [1,] 5 3
# [2,] 2 4
#
# $dataframe
# num let
# 1 1 a
# 2 2 b
# 3 3 c
#
# $occupation
# [1] "Analista de datos"
#
# $frutas
# [1] "manzana" "pera" "uva"
Usar append()#
Sirve para agregar elementos a una lista. Toma tres argumentos: la lista original, los elementos a añadir y la posición en la vamos a añadirlos.
append(mylist, #lista original
list(c("azul", "rojo", "verde", "negro")), #elementos por agregar en formato de lista
after = 2 # Posicion
)
# $matriz
# [,1] [,2]
# [1,] 5 3
# [2,] 2 4
#
# $dataframe
# num let
# 1 1 a
# 2 2 b
# 3 3 c
#
# [[3]]
# [1] "azul" "rojo" "verde" "negro"
#
# $occupation
# [1] "Analista de datos"
#
# $frutas
# [1] "manzana" "pera" "uva"
Ejercicios#
Crea una lista con los nombres de los amigos, Rosita, Rachel y Joey. La lista debe llamarse
friends. NOTA: Cada amigo es una sublista.Agrega a la lista el nombre de Carlos, despues de Rachel. Empleando la funcion
append()Agrega a los amigos Monica y Carmen, al final de la lista. Emplea
c().Elimina a Carlos de la lista de friends.
Fuentes (Viernes 3):
Viernes de Bioinformatica en el LIIGH, 2 febrero - 2 de agosto 2024