R 함수(function)

▣ 주요 키워드 ▣

1. 함수(function)
   • 매개변수
   • 가변인수
   • 전역변수
   • 2중함수

---

벡터, 데이터 프레임, rbind 관계

a <- c(1:5) #벡터
b <- c(6:10)

x <- c(a,b)
x
for(i in 100:105){
  x <- c(x,i)  #x라는 벡터에 i값을 하나씩 반복문을 통해 추가
}
x

new_matrix <- rbind(a,b)
class(new_matrix) #matrix, array 형식

df <- data.frame(x = c(1:5), # 데이터프레임 형식으로 만들기
           y = c(6:10),
           z = c(11:15))

data <- c(16:19)
data
df_new <- rbind(df,data) # data, df 행 길이가 다를 때 행길이만큼만 들어오고 나머지는 안 들어옴
df_new

df1 <- data.frame(x = c(11,12,13),
           y = c(15,14,16),
           z = c(18,17,19))

rbind(df,df1) # 데이터프레임을 행 합칠때는 열의 수와 열 이름이 동일해야한다.

변수에 벡터 선언

new = c() #벡터 선언
new <- c(new,1) #new변수에 벡터new,1 값을 초기화
new

new = NULL # NULL값으로 new변수 선언
new <- c(new,1) #new변수에 벡터new,1 값을 초기화
new

값이 없는 데이터프레임에 행 추가

df <- data.frame() # df변수에 data.frame선언한 것을 초기화
df
new_df <- rbind(df,c(1:9)) #df변수(데이터프레임)에 1:9값을 추가하고 new_df변수에 초기화
new_df <- rbind(new_df,c(10:19)) #new_df변수(데이터프레임)에 원래있던 new_df값과 10:19값을 행추가하고 다시new_df변수에 초기화
new_df

각 칼럼 별 구구단

● 행단위로 추가, 빈 데이터프레임 선언

df <- data.frame()
for(i in 1:9){
  temp <- NULL
  for(j in 2:9){
    temp <- c(temp,paste(j,'*',i,'=',j*i)) 
  }
  df <- rbind(df,temp) #행단위로 할 때는 rbind 사용가능
}
df
names(df)
n <- NULL
for(i in 2:9){
  n <- c(n,paste0(i,'단'))
}
names(df) <- n
df
df$'2단' #컬럼이름에서 숫자가 앞에 온다면 작은따옴표를 꼭 사용

 

● 열단위로 추가, 데이터프레임 틀 미리 만들기
matrix(NA, nrow=9,ncol=8)

df <- data.frame(matrix(NA, nrow=9,ncol=8)) # 뼈대를 만들어 놓음
df
for(i in 2:9){
    temp <- NULL
    for(j in 1:9){
      temp <- c(temp, paste(i, '*',j,'=',i*j))
    }
    df[,i-1] <- temp # cbind는 안됨, 열단위로는 안되고 rbind(행단위)만 됨, 열별로 할 때는 뼈대를 만들어 놓고 열별로 다시 넣어주는 작업을 해야함
}
df

▶다음과 같이 출력하기(salary값을 기준으로 1000당 '*' 1개씩 출력)
name   sal                     star
King 24000 ************************
  Kochhar 17000        *****************
  De Haan 17000        *****************
  Hunold  9000                *********
  Ernst  6000                   ******
  Austin  4800                     ****
  Pataballa  4800                     ****
  ......
  
  num <- trunc(employees$SALARY/1000) #num변수에 salary값을 1000으로 나눈 값을 나머지는 버린 값                                                                                                                                                                          
star <- NULL   #star변수 선언(후에 컬럼이 될 변수)                
for(i in num){ # for문 시작(num의 변수에 있는 값들이 하나씩 들어감)
  v <- NULL # v변수 선언
  for(i in 1:i){ #2중 for문 1부터 i(num값)까지 반복
    v <- paste0(v,'*')  #v변수에 '*'값을 중복하고 전의 v값과 붙여서 v변수에 초기화( i번 반복)
  }
  star <- c(star,v)  # star변수에 1부터 i번 반복해서 추가된 벡터star,v값을 초기화(한 행씩 추가됨)
}
star

df <- data.frame(name=employees$LAST_NAME, 
           sal=employees$SALARY,
           star=star)

df[nchar(df$star) != num,] #별의 개수가 맞는지 확인

②데이터프레임을 먼저만들기(na값이 하나 있을 때)
df <- data.frame(name=employees$LAST_NAME,
                 sal=employees$SALARY,
                 star=NA) # 컬럼을 선언할 때 NULL은 X, NA만, NULL은 변수선언할 때
df[107,'sal'] <- NA #107번의 salary값을 na로 초기화
df
idx <- 1 # idx변수는 star컬럼에서 각 행의 위치를 갖는 변수
for(i in df$sal){ #df$sal에 있는 값들을 하나씩 반복해서 수행
  if(is.na(i)){ #i(df$sal)값이 na이면 next함수를 사용해서 다음 i값으로 넘어가는 로직
    next 
  }else{ # i값이 na가 아니면 수행할 로직
    v <- NULL # '*'이 들어갈 변수를 선언
    for(j in 1:trunc(i/1000)){ # salarty/1000만큼의 '*'의 개수를 v변수에 초기화 
    v <- paste0(v,'*')
  }
  df[idx,'star'] <- v # v변수의 값을 df(데이터프레임)의 star컬럼의 idx번째에 초기화
  idx <- idx + 1 # idx변수를 1씩 증가시키면서 star컬럼의 다음 행으로 넘어가는 작업을 위해서
  }
}

 

★ 함수(function)

- 반복되어 사용하는 기능을 정의하는 프로그램

- 기능의 프로그램

예)

함수 이름 <- function(){
  함수 내에서 수행해야 할 코드
  return(반환 값) # 선택
}

 

● format(Sys.Date(),'%Y%m%d')를 리턴하는 date1이라는 함수 만들기
#----------
Sys.Date()
format(Sys.Date(),'%Y%m%d')
#----------

date1 <- function(){ #date1 변수에 함수를 넣기
  return(format(Sys.Date(),'%Y%m%d')) #date1 함수를 호출하면 리턴해주는 값
}
date1() #함수 호출

▶ 매개변수(parameter variable)

- 형식 매개변수(formal parameter variable) : arg1, arg2, 입력 변수, 매개변수의 이름은 편한 것으로 아무거나 가능

- 실제 매개변수(actual parameter variable) : 호출하는 함수에서 값을 넣어 매개변수로 들어가는 값

 

hap <- function(arg1,arg2){ #매개변수 arg1, arg2
	res <- arg1 + arg2 
    return(res) #res변수 리턴
}
hap(100,200) #100 -> arg1, 200 -> arg2 #실제매개변수 100,200가 형식매개변수 arg1, arg2로 순서대로 들어감

 

⊙ 1부터 입력 숫자까지 누적합을 구하는 함수

hap <- function(x){
  y <- 0 # 누적합이 들어갈 변수 선언
  for(i in 1:x){ #누적합 구하는 구문
    y <- y + i 
  }
  return(y)
}
hap(3) # hap함수 호출 매개변수로 3이 들어가서 1부터 3까지의 합을 구함

⊙ 1부터 입력숫자까지 홀수의 합

odd <- function(arg1){ # i값을 2로 나누었을 때 나머지 값이 1이면(홀수) y변수에 i값 더해서 y변수 리턴
	y <- 0 # 누적합 구하는 변수
    for(i in 1:arg1){ 
    	if(i%%2==1){ 
        	y <- y + i
        }
    }
    return(y)
}

odd(10)

odd <- function(arg1){ # i값을 2로 나누었을 때 나머지 값이 0이면(짝수) 다음 값으로 넘어가기, 0이 아니면 temp변수에 i값 더해서 temp변수 리턴
  temp <- 0
  for(i in 1:arg1){
    if(i%%2==0){
      next
    }
    temp <- temp + i
  }
  return(temp)
}

odd(10)

⊙ 약수를 리턴하는 함수 만들기

※약수 : 어떤 수를 나누어 떨어지게 하는 자연수
예) 12의 약수 1,2,3,4,6,12
수행 과정
12 %% 1 ==0
12 %% 2 ==0
12 %% 3 ==0
12 %% 4 ==0
12 %% 5 ==0
12 %% 6 ==0
12 %% 7 ==0
12 %% 8 ==0
12 %% 9 ==0
12 %% 10 ==0
12 %% 11 ==0
12 %% 12 ==0

divisor <- function(arg1){
	y <- NULL
    for(i in 1:arg1){
    	if(arg1%%i==0){
        	y <- c(y, i)
        }
    }
    return(y)
}
divisor(12)

# 약수는 자기 자신을 제외하고 1/2까지만 약수가 된다.

divisor <- function(arg1){
  temp <- NULL
  for(i in 1:(arg1/2)){
    if(arg1%%i==0){
      temp <- c(temp,i)  
    }
  }
  return(c(temp,arg1))
}
divisor(10)

▶ 가변 인수 : (...)

- 매개변수 안에 여러 경우의 값을 받을 인수값

f <- function(arg){
  for(i in arg){
    print(i)
  }
}

f(c(1,2,3,4,5))
f(1,2,3,4,5) # 오류
f(1:5)

f <- function(...){
  for(i in list(...)){
    print(i)
  }
}

f <- function(...){
  for(i in c(...)){
    print(i)
  }
}


f(c(1,2,3,4,5))
f(1,2,3,4,5)
f(1:5)

리스트형식

벡터형식

⊙ 합을 구하는 함수

hap <- function(...){ #가변인수
	sum_h <- 0
    for(i in c(...)){ # 가변인수를 벡터형으로 i값에 하나씩 반복해서 sum_h값에 누적 합
    	sum_h <- sum_h + i
    }
    return(sum_h) # sum_h 리턴
}
hap(c(1,2,3,4,5))
hap(1,2,3,4,5)
hap(1:10)

hap <- function(...){
  v_sum <- 0
  for(i in list(...)){ #list형식으로
    v_sum <- v_sum + i
  }
  return(v_sum)
}
hap(c(1,2,3,4,5))
hap(1,2,3,4,5)
hap(1:10)

⊙ 평균을 구하는 avg함수 생성

#--------------- 기존 base함수사용
y <- c(1,2,3,NA,4,5,NA)
mean(y)
mean(y,na.rm=T)
avg(y)
#---------------

1.
avg <- function(...){
  temp <- 0
  num <- 0
  for(i in c(...)){
    if(is.na(i)){
      next
    }
    temp <- temp + i
    num <- num + 1
  }
  return(temp/num)
}

avg(y)

2.
avg <- function(...){
  x <- na.omit(c(...)) # 가변인수값에서 na값을 빼고 x변수에 초기화
  v_sum <- 0 
  v_cn <- 0 
  for(i in x) {
    v_sum <- v_sum +i
    v_cn <- v_cn +1
  }
  return(v_sum/v_cn)
}
avg(y)

⊙ 짝수, 홀수를 출력하는 함수 생성

odd_even <- function(...){
  odd1 <- NULL
  for(i in c(...)){
    if(i%%2==0){
      odd1 <- c(odd1,'짝수')
    }else{
      odd1 <- c(odd1,'홀수')
    }
  }
  return(odd1)
}

odd_even(c(1,2,3,4,5))
odd_even(1:5)
odd_even(1,2,3,4,5)

#ifelse버젼
odd_even <- function(...){
  ifelse(c(...)%%2==0,"짝수","홀수")
}

lst <-list(1,2,3,4,5)
odd_even(lst) # 리스트형식
odd_even(lst[[1]]) # 첫 번째 리스트
odd_even(lst[[2]]) # 두 번째 리스트
odd_even(unlist(lst)) # 리스트를 벡터형으로

lapply(lst,odd_even) #리스트로
sapply(lst,odd_even) #벡터로

lapply(lst,function(arg){ifelse(arg%%2==0, "짝수","홀수")}) #한줄짜리 함수를 lapply함수 넣기 
sapply(lst,function(arg){ifelse(arg%%2==0, "짝수","홀수")})

▶ 전역 변수(global variable)

- R프로그램이 수행되는 동안에, 메모리에서 지우기 전까지 어디서든 사용할 수 있는 변수

x <- 1
y <- 2
z <- 3
ls()

전역변수

f <- function(){
  y <-20 # 지역변수(private variable, local variable) : 함수내에서만 사용되는 변수
  print(x)
  print(y)
  print(z)
}

f()
y # 위에 y값이 아닌 이 전에 초기화시킨 전역변수 y
ls()
rm(list=ls()) # 현재까지 사용한 변수들 다 삭제
ls()

f <- function(){
  x <<- 10  # '<<-'전역변수
  y <- 20  # '<-' 지역변수
  z = 30   # '=' 지역변수
  print(x)
  print(y)
  print(z)
}

ls()
f() # 함수를 호출했을 때 x(전역변수)값이 초기화 됨
ls()
x

ls()
rm(list=ls())
ls()

x <- 100
x
ls()
f <- function(){
  x <<- 1  # '<<-'전역변수
  y <- 20  # '<-' 지역변수
  z = 30   # '=' 지역변수
  print(x)
  print(y)
  print(z)
}

ls()
f()
ls()
x #함수 밖에서 초기화한 전역변수 x는 함수에서 전역변수로 다시 초기화했을 때 그 값으로 변경이 됨

▶ 함수(function) 안에 다른 함수(function)

f <- function(arg1,arg2){
  print(arg1)
  
  f1 <- function(arg3){
    arg3 <- arg1 + arg3 # arg3 <- 10 + 20
    print(arg3)
  }
  f1(arg2) #arg2(20) -> f1.arg3(20), f함수에서 f1함수를 호출
  print(arg1)
  print(arg2)
  #print(arg3) 실행x f안에 f1함수에 있는 변수를 사용할 수 없음
}
f(10,20) # 10 -> arg1, 20 -> arg2

- private variable : 함수가 중첩된 함수일 경우 메인 함수의 arg1, arg2는 함수 내에서 어디서든지 사용 가능

- local variable : 함수가 중첩된 함수 일 경우 중첩 함수에서 선언된 arg3변수는 중첩함수 내에서만 사용할 수 있다

 

f <- function(arg1,arg2){
  x1 <- arg1 #x1변수는 private variable 즉 f함수내에서 어디서든지 사용할 수 있다.
  x2 <- arg2 #x1변수는 private variable 즉 f함수내에서 어디서든지 사용할 수 있다.
  
  f1 <- function(arg3){
    x3 <- x1+x2 + arg3 #x3변수는 local variable, 즉 x3변수는 f1함수 내에서만 사용해야 한다.
    print(x3)
  }
  f1(x2) #arg2(20) -> f1.arg3(20)
  print(x1)
  print(x2)
  print(x3) # 오류발생 : local variable는 자신의 함수 내에서만 사용해야 하기 때문에 오류 발생
}

f(10,20)

⊙ avg함수 안에 hap함수를 중첩해서 avg함수 생성

avg <- function(...){
	x <- na.omit(c...))
    hap <- function(...){ #hap함수에서 누적합을 구하는 함수구현
    	y <- 0
    	for(i in x){
        	y <- y + i
        }
        return(y)
    }
    return(hap(x)/length(x)) #avg함수에서 hap(x)함수 호출 x벡터의 길이만큼 나눠줌(na는 na.omit에서 빼서 길이에 더해지지않음)
}

avg(1,2,3,NA,4,5,NA)