學習筆記，僅供參考，有錯必糾

參考自：《R的極客理想》-- 張丹

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文章目錄

• • R開發
  • • 基于S4的面向對象編程
    • • 創建S4對象
      • 訪問S4對象的屬性
      • S4的泛型函數
      • 查看S4對象的函數

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R開發

基于S4的面向對象編程

S4對象系統是一種R語言面向對象實現方式，S4對象有明確的類定義、參數定義、參數檢查、繼承關系、實例化、接口函數、實現函數等面向對象系統的特征。

創建S4對象

• setClass函數

S4對象系統有專門的類定義函數setClass和類的實例化函數new，我們先看看setClass的語法。

setClass語法：

setClass(Class, representation, prototype, contains=character(),validity, access, where, version, sealed, package,S3methods = FALSE, slots)

setClass參數表：

參數含義

Class	定義類名
slots	定義屬性和屬性類型
prototype	定義屬性的默認值
contains=character()	定義父類，繼承關系
validity	定義屬性的類型檢查
where	定義存儲空間
sealed	如果設置TRUE，則同名類不能被再次定義
package	定義所屬的包

• 創建一個S4對象實例

通過setClass函數定義類的結構，再通過new函數來實例化類對象：

#定義一個S4對象 setClass("Person", slots = list(name = "character", age = "numeric"))#實例化一個Person對象 father <- new("Person", name = "F", age = 50) father #輸出start An object of class "Person" Slot "name": [1] "F"Slot "age": [1] 50 #輸出endclass(father) #輸出start [1] "Person" attr(,"package") [1] ".GlobalEnv" #輸出endotype(father) #"S4"

• 創建一個有繼承關系的S4對象

如果需要創建有繼承關系的S4對象，可以通過setClass函數的contains屬性來設置父類：

#定義一個S4對象Person setClass("Person", slots = list(name = "character", age = "numeric"))#定義一個S4對象Son, 繼承Person setClass("Son", slots = list(father = "Person", mother = "Person"), contains = "Person")#實例化一個Person對象 father <- new("Person", name = "F", age = 50) mother <- new("Person", name = "M", age = 51)#實例化一個Son對象 son <- new("Son", name = "S", age = 22, father = father, mother = mother)son@name #"S" son@age #22 son@father #輸出start An object of class "Person" Slot "name": [1] "F"Slot "age": [1] 50 #輸出end#查看son對象的mother屬性 slot(son, "mother") #輸出start An object of class "Person" Slot "name": [1] "M"Slot "age": [1] 51 #輸出end# 檢查son類型 otype(son) #"S4" # 用isS4()檢查S4對象的類型 isS4(son) #TRUE #檢查son@mother屬性類型 otype(son@mother) #"S4"

• S4對象的默認值

通過setClass函數的prototype屬性給屬性字段中定義的參數設置默認值：

#定義一個S4對象Bunny setClass("Bunny", slots = list(name = "character", age = "numeric"),prototype = list(age = 20))b <- new("Bunny", name = "Huang") b #輸出start An object of class "Bunny" Slot "name": [1] "Huang"Slot "age": [1] 20 #輸出end

• S4對象的類型檢查

通過setValidity函數給屬性字段中定義的參數設置類型檢查：

#定義一個S4對象Person setClass("Person", slots = list(name = "character", age = "numeric"))setValidity("Person", function(object) {if (object@age <= 0 | object@age >= 100) {stop("年齡非法")} })p <- new("Person", name = "T", age = -1) #報錯start Error in validityMethod(object) : 年齡非法 #報錯end

• 從一個已實例化的對象中創建新對象

S4對象還支持從一個已實例化的對象中創建新對象，創建時可以覆蓋對象的值：

# 創建一個對象實例n1 n1 <- new("Person", name="n1", age=19) # 從實例n1中創建實例n2，并修改name的屬性值 n2<-initialize(n1, name="n2")n1 #輸出start An object of class "Person" Slot "name": [1] "n1"Slot "age": [1] 19 #輸出endn2 #輸出start An object of class "Person" Slot "name": [1] "n2"Slot "age": [1] 19 #輸出end

訪問S4對象的屬性

在S3對象中，一般我使用$來訪問一個對象的屬性。但在S4對象中，我們只能使用@來訪問一個對象的屬性。

#定義一個S4對象 setClass("Person", slots = list(name = "character", age = "numeric"))#實例化一個Person對象 father <- new("Person", name = "F", age = 50) #訪問S4對象的屬性 father@name #"F" slot(father, "name") #"F"

S4的泛型函數

S4的泛型函數實現有別于S3的實現，S4分離了方法的定義和實現，如在其他語言中我們常說的接口和實現分離。通過setGeneric來定義接口，通過setMethod來定義實現函數。

普通函數的定義和調用：

work <- function(x) cat(x, "is working") work("Huang") #Huang is working

S4的泛型函數：

#定義一個Person類 setClass("Person", slots = list(name = "character", age = "numeric")) #定義泛型函數work,即接口 setGeneric("work", function(object) standardGeneric("work")) #定義work的實現函數,并指定參數類型為Person類的對象 setMethod("work", signature(object = "Person"), function(object) cat(object@name, "is working"))p <- new("Person", name = "p1", age = 18) work(p) #p1 is working

通過S4對象系統，把原來的函數定義及調用過程從2步變成4步：

• 定義S4類；
• 定義接口函數；
• 定義實現函數；
• 把對象以參數傳入接口函數，執行實現函數。

查看S4對象的函數

當我們使用S4對象進行面向對象封裝后，我們還需要能查看S4對象的定義和函數定義.

R>#檢查work的類型 R>ftype(work) [1] "s4" "generic" R>#直接查看work函數 R>work standardGeneric for "work" defined from package ".GlobalEnv"function (object) standardGeneric("work") <environment: 0x0000000012708a68> Methods may be defined for arguments: object Use showMethods("work") for currently available ones. R>#查看work函數的現實定義 R>showMethods(work) Function: work (package .GlobalEnv) object="Person"R>#查看Person對象的work函數現實 R>getMethod("work", "Person") Method Definition:function (object) cat(object@name, "is working")Signatures:object target "Person" defined "Person" R>#檢查Person對象有沒有work函數 R>existsMethod("work", "Person") [1] TRUE

總結

以上是生活随笔為你收集整理的R开发(part11)--基于S4的面向对象编程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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