上一講通過三個(gè)簡單的例子體驗(yàn)了一下如何在R中寫函數(shù)，下面來詳細(xì)學(xué)習(xí)有關(guān)R語言中函數(shù)的知識。

Functions in R

主要分三個(gè)部分來講解函數(shù)：

• 編寫函數(shù)所需的基礎(chǔ)知識
• 相關(guān)語法作用域
• R語言作用域的規(guī)則

編寫函數(shù)所需的基礎(chǔ)知識

R語言通過function()指令來命名和創(chuàng)建函數(shù)。首先要給函數(shù)賦值，也就是命名，然后在小括號中寫入?yún)?shù)，最后再大括號中寫入函數(shù)要執(zhí)行的語句，其基本語法是：

f <- function(<arguments>){## Do something interesting }

同時(shí)在R中，你可以將函數(shù)作為參數(shù)傳遞給其他函數(shù)，即嵌套。

函數(shù)的返回值是函數(shù)執(zhí)行部分中的最后一行表達(dá)式。

編寫函數(shù)的過程中我們可以設(shè)置和命名參數(shù)，這些參數(shù)可以代表數(shù)值、矩陣、數(shù)據(jù)框或邏輯值等等。同時(shí)也可以設(shè)置一些具有缺省值（默認(rèn)值）的參數(shù)。

• 形式參數(shù)（formal arguments）

形式參數(shù)是包含在函數(shù)定義里的參數(shù)。

formals()會將一個(gè)函數(shù)作為輸入（input），并返回函數(shù)所有的形式參數(shù)組成的列表。

在R中，不是所有命令都用到所用的形式參數(shù)。加入一個(gè)函數(shù)中設(shè)置了10個(gè)參數(shù)，但我們往往并不需要指定每個(gè)參數(shù)的值是啥，所以函數(shù)可以缺失某些參數(shù)。當(dāng)沒有明確賦值是，它的取值就是缺省值（默認(rèn)值，default value）

• 匹配參數(shù)（argument matching）

可以根據(jù)位置或名稱來匹配函數(shù)參數(shù)，這是編寫和調(diào)用函數(shù)的關(guān)鍵。

以計(jì)算數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差的函數(shù)sd()為例。

> data <- rnorm(100) ## 取100個(gè)符合正態(tài)分布的隨機(jī)數(shù) > sd(x = data) ## 給參數(shù)賦值 求標(biāo)準(zhǔn)差 [1] 1.035329 > sd(data) ## 給參數(shù)默認(rèn)賦值 [1] 1.035329 > sd(data, na.rm = FALSE) [1] 1.035329 > sd(na.rm = FALSE, data) ## 調(diào)換參數(shù)位置后結(jié)果不變 [1] 1.035329

以上所有表達(dá)式都是等價(jià)的，但是最好不要調(diào)換參數(shù)位置。

如果函數(shù)中參數(shù)較多，那么最好使用位置匹配。

比如lm()函數(shù)（把數(shù)據(jù)擬合到線性模型），它的參數(shù)列表這么長：

> args(lm) function (formula, data, subset, weights, na.action, method = "qr", model = TRUE, x = FALSE, y = FALSE, qr = TRUE, singular.ok = TRUE, contrasts = NULL, offset, ...) NULL

前五個(gè)參數(shù)都沒有缺省值，依次是，公式、數(shù)據(jù)、子集、權(quán)重等。這里使用者必須要指定他們的值。

lm(y ~ x, mydata, 1:100, model = FALSE)

大多數(shù)情況下，我們不知道參數(shù)的具體位置，所以在命令行中，命名參數(shù)來匹配最安全。

The order of operations when given an argument is：

Check for exact match for a named argument

Check for a partial match

Check for a positional match

• 惰性求值（Lazy Evaluation）

惰性求值是R語言的一個(gè)關(guān)鍵特性，也是許多編程語言常用的模型。僅在使用函數(shù)參數(shù)時(shí)對其求值。

第一個(gè)例子：

> f <- function(a, b) { + a^2 + } > f(2) [1] 4

這里定義函數(shù)f，有兩個(gè)參數(shù)，但返回值僅僅是a的平方。所以當(dāng)運(yùn)行f(2)時(shí)，和b無關(guān)，所以系統(tǒng)自動跳過，不會報(bào)錯(cuò)。

第二個(gè)例子：

> f <- function(a, b) { + print(a) + print(b) + } > f(45) [1] 45 Error in print(b): argument "b" is missing, with no default

這里同樣定義f有兩個(gè)參數(shù)，但返回值是a和b，所以當(dāng)輸入f(45)時(shí)，因?yàn)榈诙€(gè)位置上缺少b的賦值，所以會報(bào)錯(cuò)。這里就是用了惰性求值，即，僅在使用這個(gè)參數(shù)的時(shí)候進(jìn)行求值，在這之前的程序都是有效的并可以執(zhí)行，直至運(yùn)行到出錯(cuò)的部分。

• 特殊參數(shù)...

...參數(shù)是一種特殊的參數(shù)，表明一些可以傳遞給另一個(gè)函數(shù)的參數(shù)。常用于當(dāng)你需要擴(kuò)展另一個(gè)函數(shù)，而你又不想復(fù)制原函數(shù)的整個(gè)參數(shù)列表時(shí)。

如下例，你希望修改plot()函數(shù)中的個(gè)別參數(shù)，而其他參數(shù)保持不變，將其應(yīng)用于一個(gè)新定義的函數(shù)中myplot()：

myplot <- function(x, y, type = "l", ...) {plot(x, y, type = type, ...) ## Pass '...' to 'plot' function }

在泛型函數(shù)（generic function）中，...還有另一種用法，它的作用是根據(jù)數(shù)據(jù)類型使用合適的方法

泛型函數(shù)是一個(gè)函數(shù)族，其中的每個(gè)函數(shù)都有相似的功能，但是適用于某個(gè)特定的類。

> mean function (x, ...) UseMethod("mean") <bytecode: 0x5d5e3e8> <environment: namespace:base>

還有一種情況下，...參數(shù)必須使用：

那就是，當(dāng)傳遞到函數(shù)的參數(shù)數(shù)量不能事先確定的時(shí)候。

比如paste()函數(shù)，他的作用是將一連串字符串連接起來，然后新建一個(gè)字符串或向量，所以無法預(yù)知參數(shù)個(gè)數(shù)：

> args(paste) function (..., sep = " ", collapse = NULL) NULL

還有cat()函數(shù)，它的功能是和paste相似，也是連接字符串。

> args(cat) function (..., file = "", sep = " ", fill = FALSE, labels = NULL, append = FALSE) NULL

使用...函數(shù)的一個(gè)注意事項(xiàng)：

就是任何出現(xiàn)在...之后的參數(shù)列表必須明確的給出名稱。而且不能夠部分匹配或位置匹配

舉例：

> paste("a","b",sep = ":") [1] "a:b"

不能位置匹配或部分匹配：

> paste("a","b",":") [1] "a b :" > paste("a","b",se = ":") [1] "a b :"

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參考資料：
1. 視頻課程 R Programming by Johns Hopkins University：https://www.coursera.org/learn/r-programming/home/welcome
2. 講義 Programming for Data Science ：https://bookdown.org/rdpeng/rprogdatascience/R

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的R语言笔记7：functions——编写函数所需的基础知识的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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