연산과 함수(Operations and Functions)

연산 1월 29, 2019 0 Comments

연산과 함수(Operations and Functions)

연산(Operations)과 함수(Functions)

숫자(numeric)

산술연산(Arithmetic operations)

3 + 2
5 - 4
3 * 2
72 / 2
3 ^ 4
3 ** 4
3 ^ (1/2)
sqrt(3)
3 - 2 + 2 * 4 / 2 ^ (1 + 1)
# PEMDAS(Parenthesize , Exponentiate , Multiply , Divide, Add, Subtract)
7 / 3 # Float division
7 %/% 3 # Integer division
7 %% 3 # Remainder
  • 사칙연산(+, -, *, /)과 제곱(^, **)은 가장 기본적인 연산이다. 이들이 한 식 안에 존재할 경우 연산 순서는 PEMDAS로 정해진다. 괄호, 제곱, 곱셈과 나눗셈, 더하기와 빼기 순이다.
    • Parenthesize(괄호)
    • Exponentiate(제곱)
    • Multiply/Divide(승제)
    • Add/Substract(가감)

함수

exp(1)

## [1] 2.718282

log(180, base=2)

## [1] 7.491853

log2(180)

## [1] 7.491853

log10(180)

## [1] 2.255273

sin(2)

## [1] 0.9092974
  • 위의 코드는 대표적인 초월함수를 R에서 구한 것이다.
    • log2(180) = \(\log_2 180\)
    • log10(180) = \(\log_{10} 180\)

연산

"+"(3,2)

## [1] 5

"*"(3,2)

## [1] 6

"%p%" = function(x,y) { 2^x + y^2 }
3 %p% 2

## [1] 12

"%p%"(3,2)

## [1] 12
  • 뒤에서 살펴보겠지만 R에서 모든 이항 연산은 본질적으로 함수이다. 다음을 한 번 실행시켜보자.
"+" = function(x, y) x*y
3+2

## [1] 6

3+3

## [1] 9

"+"

## [1] "+"
  • 덧셈이 곱셈이 되었다! 원상회복하려면 rm("+").

비교 연산

7 < 3

## [1] FALSE

7 > 3

## [1] TRUE

7 == 3

## [1] FALSE

7 != 3

## [1] TRUE

sqrt(2)^2 == 2

## [1] FALSE

print(sqrt(2)^2)

## [1] 2

print(sqrt(2)^2, digits = 21)

## [1] 2.0000000000000004

all.equal(sqrt(2)^2, 2)

## [1] TRUE

all.equal(1e-23, 1e-24)

## [1] TRUE
  • R에서 대소와 같음을 확인하는 연산은 <, >, ==이다. 컴퓨터의 연산과 수 표현은 정확성에 한계가 있다. all.equal은 이런 한계를 고려하여 완전히 동일하지 않아도 충분히 비슷하다면 TRUE를 반환한다. dplyr 패키지의 near 함수도 비슷한 역할을 한다.
dplyr::near(1e-23, 1e-24)

## [1] TRUE

near <- dplyr::near
near(1e-23, 1e-24)

## [1] TRUE

문자(character)

print("Letter")

## [1] "Letter"

print('Letter')

## [1] "Letter"

print('"Hello", says he')

## [1] "\"Hello\", says he"

cat('"Hello", says he')

## "Hello", says he

print('Cheer up!\r\nRight Now!')

## [1] "Cheer up!\r\nRight Now!"

cat('Cheer up!\r\nRight Now!')

## Cheer up!
## Right Now!

#https://stat.ethz.ch/R-manual/R-devel/library/base/html/Quotes.html
nchar('hello?') # number of characters

## [1] 6

paste('Here is', 'an apple.')

## [1] "Here is an apple."

substring('hello?', 2, 3) # from 2nd character to 3rd character

## [1] "el"
  • 앞에서 봤듯이 print와 cat는 문자열을 화면에 표시할 때 쓰인다.
  • nchar은 문자열의 문자 수를 보여준다.
  • paste는 두 문자열을 연결할 때 쓰인다.
  • substring은 문자열의 일부분을 얻을 때 쓰인다.

날짜/시간(Date/POSIxct)

Sys.Date() # 현재 날짜

## [1] "2019-03-13"

Sys.time() # 현재 날짜와 시간(POSIXct 형식)

## [1] "2019-03-13 11:19:07 KST"

as.Date("2018/12/31") # 문자열 "2018/12/31"을 날짜 형식으로

## [1] "2018-12-31"

as.POSIXct("2018/12/31 23:59:59") 

## [1] "2018-12-31 23:59:59 KST"

# 문자열 "2018/12/31 23:59:59"을 날짜시간 형식으로

Sys.Date() - as.Date("2019-01-01") # 2018년 1월 1일과 현재 날짜의 차이

## Time difference of 71 days

as.POSIXct("2019/12/31 23:59:59")-Sys.time()

## Time difference of 293.5284 days

# 현재 날짜 시간과 2019년 12월 31일 23시 59분 59초의 차이

difftime(as.POSIXct("2018/12/31 23:59:59"), Sys.time()) 

## Time difference of -71.47163 days

# 현재 날짜 시간과 2018년 12월 31일 23시 59분 59초와의 차이
difftime(as.POSIXct("2018/12/31 23:59:59"), Sys.time(), units='mins')

## Time difference of -102919.1 mins

# 현재 날짜 시간과 2018년 12월 31일 23시 59분 59초와의 차이(분 단위로)
difftime(as.POSIXct("2018/12/31 23:59:59"), Sys.time(), units='secs')

## Time difference of -6175149 secs

# 현재 날짜 시간과 2018년 12월 31일 23시 59분 59초와의 차이(초 단위로)
# units은 다음 중 하나: 'auto', 'secs', 'mins', 'hours', 'days', 'weeks'

as.numeric(as.POSIXct("2018/12/31 23:59:59"))-as.numeric(Sys.time())

## [1] -6175149

# POSIXct는 초단위로 저장된다. 
(as.numeric(as.POSIXct("2018/12/31 23:59:59"))-as.numeric(Sys.time()))/60 

## [1] -102919.1

# 초를 60으로 나누면 분 단위가 된다.
  • Sys.Date()은 현재 날짜, Sys.time()은 현재 시간을 보여준다. Sys.Date()의 D는 대문자이고, Sys.time()의 t는 소문자임을 유의하자.
  • as.Date()와 as.POSIXct는 날짜 또는 날찌-시간을 나타내는 문자열을 날짜, 날짜-시간 형식의 R 데이터로 변환한다.
    • 문자열과 날짜 형식의 데이터를 비교해보자. 예를 들어 문자열 '2020-01-01'과 '2019-12-31'을 생각해보자. 첫번째 문자열에서 두번째 문자열을 빼서 하루를 얻을 수 없다. 왜냐하면 문자열에서는 - 연산이 정의되어 있지 않기 때문이다.
    • 반면 날짜는 2020-01-01에서 2019-12-31을 뺄 수 있다.
  • 날짜 또는 날짜-시간 데이터에 관해 자세한 내용은 ???장에서 다뤄진다.
'2020-01-01'-'2019-12-31'

## Error in "2020-01-01" - "2019-12-31": non-numeric argument to binary operator

as.Date('2020-01-01')-as.Date('2019-12-31')

## Time difference of 1 days

논리(logical)

(7 < 3) & (4 > 3)

## [1] FALSE

(7 < 3) | (4 > 3)

## [1] TRUE

!(7 < 3)

## [1] TRUE

xor(T, T) # XOR

## [1] FALSE

x = NA
isTRUE(x == 3) # robust to NAs

## [1] FALSE
  • R에서 논리값은 TRUE, FALSE, T, F으로 나타낼 수 있다. 이때 TRUE는 항상 ‘참’을 나타낸다. R에서 TRUE는 ‘참’을 나타내는 예약어(keyword)로 다른 의미가 부여될 수 없다. 반면 T와 F는 R에서 TRUE와 FALSE로 미리 값을 부여하였지만 변경될 수 있다. 다음의 코드를 통해 확인해 보자. 따라서 참/거짓을 TRUE/FALSE로 쓰면 혹시라도 T/F의 값이 변할 때에도 정상적으로 프로그램이 작동한다.
TRUE <- c(3,2) 

## Error in TRUE <- c(3, 2): invalid (do_set) left-hand side to assignment

T <- c(3,2) 
T 

## [1] 3 2

T <- TRUE

참고자료> https://stat.ethz.ch/R-manual/R-devel/library/base/html/Logic.html

정리

데이터 타입 연산과 함수
숫자(numeric) ^(**), *, /, +, -, <, ==, >, exp(), log(), …
문자(character) nchar(), paste(), substring()
날짜(Date) Sys.Date(), -, difftime()
날짜시간(POSIXct) Sys.time(), -, difftime()
논리(logical) &, !, xor(), &&,

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