manual r project capítulo 3 estadística escarela

5/25/2018 Manual R project cap tulo 3 estad stica Escarela

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Captulo 3Los objetos

La forma bsica de efectuar clculos y anlisis en R se basa en expresiones que definen e involucrana objetos. Un objeto representa una variable a la cual es posible asignarle uno o ms valores, loscuales pueden ser numricos, lgicos o de caracteres. En este captulo se describir la construccin

y evaluacin de expresiones a travs de objetos. Como los objetos forman parte fundamental deR, la lectura de ste captulo es crucial para poder entender la sintaxis de los mtodos presentadosen este texto.

3.1. La asignacin de valores a objetosUna sesin en R puede considerarse como una serie de expresiones donde cada una de ellaspuede definir o evaluar objetos. El valor de un objeto se puede designar usando algn nombre oletra arbitrarios, un smbolo de una flecha a la izquierda formado por las teclas ), dependiendo si el nombre se encuentra a la izquierda oa la derecha respectivamente, y tecleando el nmero o conjunto de valores que definan al objeto.

Ejemplo 3.1. En el Ejemplo 2.1 ya se ilustr que la expresin 2*2produce el valor 4. Paraasignar este valor a un objeto con el nombre resultado.multise teclea

Pantalla de RAsignacin de un objeto

> resultado.multi

o bien

Pantalla de R Otra manera de asignar un valor al objeto

> 2*2 -> resultado.multi

>

De esta forma, el valor 4 queda asignado al objetoresultado.multi y en un futuro, cuando seainvocado, ya se sabe que se el valor del objeto corresponde al nmero 4. Esto se puede compro-bar al simplemente teclearresultado.multi en elprompty oprimir Enterenseguida. Esta simpleinstruccin ocasiona que se muestre en la pantalla el valor asignado del objeto.

0

0


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Gabriel Escarela40

Universidad Autnoma Metropolitana/ Unidad Iztapalapa/ Divisin de Ciencias Bsicas e Ingeniera

NotaNombrar los objetos

Los nombres de los objetos se pueden eligir con bastante libertad. Estos se puedencrear usando letras, nmeros y puntos. Desde luego, hay ciertas limitaciones tales

como que el nombre no debe empezar con un nmero (por ejemplo 1resultado)o con un punto seguido por un nmero (por ejemplo .1resultado). Los nom-bres que empiezan con un punto son especiales y se deben evitar. Tambin hayalgunos nombres ya reservados por el sistema, tales como F, in y t. Si se quiereusar uno de estos nombres, entonces el sistema lanzar una advertencia de error.Es muy importante tomar en consideracin que los nombres de los objetos sonsensibles a las maysculas y minsculas. De esta manera los nombresresultadoy

Resultadono se refieren al mismo objeto.

3.2. Los tipos de valoresLas asignaciones de los objetos no slo pueden ser de tipo numrico. En muchas circunstanciases til definir un vector cuyas entradas son de tipo carcter o de tipo lgico. A continuacin sedescriben los tres principales tipos de valores en R.

3.2.1. El tipo nmerico

Una de las cualidades ms simples y cruciales de R es su uso como calculadora. Por medio deexpresiones aritmticas y de funciones es posible realizar el cmputo de frmulas especficas. LaTabla 3.1 lista un compendio de operaciones y funciones matemticas bsicas para el clculo defrmulas matemticas con sus respectivos ejemplos.

Tabla 3.1: Operaciones y funciones matemticas.

Funcin Comando Ejemplo Resultado

AdicinDeviacin estndarDivisinExponencialMultiplicacinPi ()PotenciaPromedioRaz quadradaSubstraccinSuma ()

Varianza

+sd( )

/exp( )*pi^mean( )sqrt( )-sum( )var( )

100+34sd(1:2)12/4exp(4)12*4pi12^4mean(c(1,2,3))sqrt(144)100-34sum(1,2,3,4,5)var(c(1,2,3,4,5))

1340.7071068354.59815483.1415932073621266152.5


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R para Tod@s: Un Enfoque Aplicado al Anlisis Estadstico Bsico

Captulo 3. Los objetos

3.2.2. El tipo lgico

En R es posible crear un vector de variables lgicas cuyos valores posibles son ciertoofalso.

Ejemplo 3.2.Para declarar el vector de tipo lgico logicos cuyas entradas son cierto, falso, falso,

falso, cierto, cierto, en ese orden, se pueden usar las siguientes concanetaciones:

Pantalla de RAsignacin de valores lgicos

> logicos

o ms breve

Pantalla de RBreve manera de asignar valores lgicos

> logicos

Las letras T y F son reservadas por el programa y sus valores son TRUE(cierto) yFALSE(falso),respectivamente.

3.2.3. El tipo carcter

Un vector de tipo carcter es un vector cuyas entradas se determinan por cadenas de texto que se

especifican entre comillas.Ejemplo 3.3. Para crear el vector ciudades cuyas entradas sean los textos Puebla, D.F. y Oaxaca

se pueden usar las siguientes concanetaciones:

Pantalla de RAsignacin de caracteres

> ciudades

o con comillas simples

Pantalla de ROtra manera de asignar valores de caracteres

> ciudades

0

0

0

0


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Gabriel Escarela42


Nota Vectores de caracteres predeterminados

El R tiene predeterminados vectores de caracteres los cuales incluyen:

LETTERS cuyas entradas son las letras maysculas del alfabeto ingls,

letters cuyas entradas son las letras minsculas del alfabeto ingls,month.name cuyas entradas son los nombres de los meses en ingls, y

month.abb cuyas entradas son las abreviaturas de los nombres de los meses en ingls.

3.3. Los vectoresUna forma conveniente de guardar una serie de valores en un solo objeto es a travs de un vec-tor de datos. Un vector es un arreglo que contiene cierto nmero de entradas predeterminadas.En general un vector se puede crear usando la funcin c() cuyos argumentos son los valores quecorresponden a cada una de las entradas del vector. De esta forma, la funcin c() bsicamenteconcatena todos los valores en los argumentos. La letra c (en minscula) es una abreviatura paraconcatenate que significa colecciona estos nmeros para formar un vector.

Ejemplo 3.4. Se desea crear un vector con las entradas numricas 6, 5, 3, 6, 5, 3 en ste orden.Cuando se hace la asigancin y se invoca al objeto generado, el usuario puede ver en la pantallaprincipal la siguiente salida:

Pantalla de RAsignacin de una serie de valores a un objeto

> serie.1 serie.1

[1] 6 5 3 6 5 3

>

Alternativamente, el comando scan() permite al usuario capturar los datos del vector manu-almente uno por uno o bien varios valores delimitados por espacios. Cuando ya se han entradotodos los valores simplemente se oprime Enter() para avisarle al R que ya se termin la capturade datos.

Ejemplo 3.5. Para obtener el vectorserie.1del ejemplo anterior ingresando los datos delim-itados por un espacio se usa la instruccin scan() la cual ocasiona que aparezca 1:, lo que indicaque el R est listo para recibir el primer conjunto de los datos. El usuario debe teclear 6 5 3 6 5 3seguido de Enter, y un Enteradicional en la sptima entrada para as terminar con la instruccin. Elresultado es que se ha creado el vector numrico serie.1con seis entradas, lo que se confirma conel mensaje Read 6 items(se leyeron 6 artculos):

0


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Pantalla de RAsignacin de una serie de valores a un objeto usando scan()

> serie.1

3.3.1. Vectores con patrones

Para crear vectores numricos con algn patrn ya sea ascendente o descendente se puede usar lafuncin seq(). Los argumentos de sta funcin se describen a continuacin:

from el valor que comienza la sucesin de nmeros en el vector

to el valor que finaliza la sucesin

by el tamao del incremento (o decremento) de la sucesin

length el nmero de entradas deseado en la sucesin.Generalmente se especifica cuando seomite el argumento by.

Ejemplo 3.6.Si se desea crear un vector que contiene nmeros desde 1 hasta 10, en ese orden,el usuario puede usar varias posibilidades:

Pantalla de RAsignacin de una secuencia de valores

> ascendentes

0

0


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Gabriel Escarela44


u omitiendo los nombres de los argumentos pero respetando el orden

Pantalla de RBreve manera de asignar una secuencia de valores

> ascendentes

o sin necesidad de especificar el tamao del incremento

Pantalla de RAsignacin de una secuencia de valores sin by

> ascendentes

o bien

Pantalla de RBreve manera de asignar una secuencia de valores sin by

> ascendentes

o an ms breve, cuando se tienen enteros,

Pantalla de RManera an ms breve de asignar una secuencia sin by

> ascendentes

Ntese que en los tres ltimos ejemplos se pudo dejar de especificar el argumento by el cual, enpresencia de enteros en fromyto, est predeterminado comoby=1.

Todas las formas de asignacin del objeto ascendentesresultan en un vector cuyos valoresson 1, ..., 10.

Pantalla de R

> ascendentes

[1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

>

0

0

0

0

0


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Ejemplo 3.7. Para generar la secuencia en el orden inverso se tienen las siguientes posibilidades:

Pantalla de RAsignacin de una secuencia

> descendentes

o bien

Pantalla de RAsignacin de una secuencia

> descendentes

o en la forma ms brevePantalla de RManera ms breve de asignar una secuencia

> descendentes

o an ms breve

Pantalla de RManera an ms breve de asignar una serie de valores

> descendentes

o

Pantalla de R Otra manera an ms breve de asignar una secuencia

> descendentes

El vector descendentes contiene los diez nmeros enteros desde 10 hasta 1. Cuando la secuenciaes inversa y se usa el parmetro by, es importante que ste sea negativo. Otra forma de obtener elorden reverso es usando la funcin rev() como se muestra a continuacin:

0

0

0

0

0


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Pantalla de RAsignacin en orden reverso

> descendentes

3.3.2. Vectores formados con repeticiones

Cuando se desea obtener un vector cuyos elementos son repeticiones de entradas o repeticionesde sucesiones, es posible usar la funcin rep() cuyos argumentos son x, un escalar o vector, y

times, el nmero de veces que se repetirx.

Ejemplo 3.8.Se desea obtener un vector cuyas entradas son 6, 5, 3, 6, 5 y 3. Aqu se puedeconcatenar el vector c(6,5,3) dos veces para generar otro vector con las entradas deseadas de lasiguiente forma:

Pantalla de RSecuencias repetitivas

> serie.1

Ejemplo 3.9.Se desea obtener un vector cuyas entradas son 6, 6, 6, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5. Esposible pedirle a R que repita las entradas usando la funcin c para concatenar varios valoresrepetitivos:

Pantalla de R Valores repetitivos

> serie.2

Aqu se tiene que los valores 6 y 5, los cuales estn contenidos en el vector 6:5, se repiten tres yocho veces respectivamente.

Para sucesiones ms complejas con varias repeticiones de vectores es posible concatenar variosvectores que contengan varias sucesiones diferentes cada uno.

Ejemplo 3.10.La sucesin 6, 5, 3, 6, 5, 3, 4, 7, 7, 7, est comprendida por la secuencia 6, 5, 3,que aparece dos veces, un cuatro, y tres veces el siete. El vector resultante puede expresarse con

Pantalla de RConcatenacin de secuencias y valores repetitivos

> serie.3

0

0

0

0


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Captulo 3,. Los objetos

3.3.3. Lectura de vectores desde un archivo

En varias circunstancias es necesario crear un vector cuyas entradas estn contenidas en un archivode texto. La funcin scan(), cuyo uso fue ilustrado en el Ejemplo 3.5, lee todos los valores dados enun archivo de texto rengln por rengln y los convierte a un vector. El argumento necesario para la

ejecucin de la lectura es el nombre del archivo escrito entre comillas.

Ejemplo 3.11.Para ver cmo funciona la funcin scan() el usuario puede crear un archivo detexto al activar elExploradordeWindowsy ubicarlo en la carpeta donde se encuentra el directoriode trabajo actual, dar clic derecho, escoger Nuevo y despusDocumento de texto, escribir elnombre NumFibonacci y dar doble clic en el cono, lo que lanza la pantalla de un editor en blanco.Aqu el usuario puede escribir el siguiente texto que corresponde a los primeros diez nmeros deFibonacci delimitados por un espacio:

Documento de textoLos primeros diez nmeros de Fibonacci

1 1 2 3 5 8 13 21 34 55

Despus de guardar el texto el usuario debe de salir del editor. La siguiente instruccin en R lee losdatos y los guarda en el vector fibonacci:

Pantalla de RLeer datos desde un archivo

> fibonacci

Es importante que el archivo de texto se encuentre en el mismo directorio que se haba establecidocomo directorio de trabajo anteriormente, lo cual se explica en el Captulo 2.2.2 y en la nota im-portante del Captulo 2.3.

Si se invoca al objeto fibonacci se puede confirmar que efectivamente los datos estn conteni-dos en las entradas del vector:

Pantalla de RVer datos que se leyeron desde un archivo

> fibonacci

[1] 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55

>

Es comn encontrar conjuntos de datos en pginas de internet los cuales generalmente se encuen-tran en formato de texto y delimitados por espacios. La funcinscan() tiene la capacidad de entrar

0

0


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Gabriel Escarela48


al archivo de internet para importar los datos y colocarlos en un vector. El nico argumento nece-sario es la direccin de la pgina donde se encuentran los datos y sta se escribe entre comillas.

Ejemplo 3.12.El sitio de internethttp://www.statsci.org/data/general/nerve.htmldescribeun conjunto de datos presentado en Fatt y Katz (1952), el cual consiste de lapsos de tiempo

entre 800 pulsos consecutivos en una fibra nerviosa. Los datos se pueden ver en la pgina http://www.statsci.org/data/general/nerve.txt. Para bajar los datos de internet y colocarlos en elvectortiempos.FK52se emplea la siguiente instruccin:

Pantalla de RLeer datos desde un archivo en el internet

> tiempos.FK52

El mensaje Read 799 items indica que se leyeron 799 datos.

En vez de invocar el objeto en el prompt para poder ver los datos contenidos entiempos. FK52se puede emplear la funcinpage() para que estos valores aparezcan en una ventana adicional yas no se llene de muchos nmeros la ventana R Console. Una instruccin conveniente para estatarea es:

Pantalla de RVer datos en una ventana adicional

> page(tiempos.FK52, method=print)

>

0

0


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Aqu, el argumento method=print hace que el formato de salida sea ms ordenado, como semuestra a continucin:

3.3.4. Escritura de vectores en archivos

La forma ms sencilla de guardar las entradas de un vector delimitadas por un espacio en unarchivo de texto es usando la funcinwrite() cuyo primer argumento es el objeto y segundo es elnombre del archivo escrito entre comillas.

Ejemplo 3.13. Para guardar las entradas del vector 1:10 en el archivoAscendentes.txt se ejecu-tan las siguientes instrucciones en la ventana de R Console:


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Pantalla de REscribir datos en un archivo

> write(1:10, Ascendentes.txt)

>

Para ver el contenido del archivoAscendentes.txtse le da doble clic en elExploradoren el direc-torio de trabajo actual. El texto aparece como

Documento de textoVer los datos guardados

Si el lector quiere saber cmo cul cmo se cambia se le remite al Captulo 2.2.2.

3.4. Reasignacin y manipulacin de objetosCuando se usa R es importante tener cuidado con las asignaciones de objetos nuevos. Si se asignaun valor a un objeto ya existente entonces el contenido viejo del objeto existente se pierde y sereemplaza con el valor de la nueva asignacin.

Ejemplo 3.14.El objetoresultado.multi del Ejemplo 3.1 se cre por la operacin 2 2. Si ahorase asigna el valor de 10 8 al mismo objeto, se obtendr lo siguiente en pantalla:

Pantalla de RReasignar un valor al objeto> resultado.multi resultado.multi

[1] 4

> resultado.multi resultado.multi

[1] 80

>

El valor de 4est entonces reemplazado por el nuevo valor80y no se puede recuperar, exceptocuando se asigna el valor anterior de nuevo.

Las operaciones definidas en R pueden ser usadas para transformar el valor de un objeto yaexistente y entonces crear otro objeto.

0

0

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10


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Ejemplo 3.15. El valor del objeto resultado.multipuede asignarse al objeto resultado.nvocomo sigue:

Pantalla de RTransformacin de los valores de un objeto a otro

> resultado.nvo

Para crear el objeto resultado.triplecuyo valor debe ser tres veces el de resultado.multi se puedeefectuar la siguiente asignacin:

Pantalla de RTransformacin y manipulacin de los valores de un objeto

> resultado.triple

Existen circunstancias en las que se desea ver y - posiblemente - reemplazar algunas de las entradasen un vector. Una parte de un vector puede seleccionarse al poner corchetes a la derecha del vec-tor; esto es, de la formavector[ndice]. Aqu, el ndice es un vector (o simplemente un slo valor)el cual determina qu entradas del vector sern invocadas. Con esta instruccin uno puede extraeruna parte del vector para simplemente crear un vector cuyas entradas son un subconjunto del vec-tor original, o bien asignar ciertos valores a ste subconjunto del vector original.

Ejemplo 3.16.Para ver al quinto, sexto y sptimo elementos del vector descendentes en elEjemplo 3.7, uno puede usar la siguiente instruccin:

Pantalla de RMostrar algunos elementos de un objeto

> descendentes[c(5,6,7)]

[1] 6 5 4

>

Aqu, c(5,6,7) indica las posiciones de los elementos del vector descendentesque se desean in-vocar.

Cuando uno desea indicar a R qu entradas de un vector deben de ser omitidas, es posibleusar el signo - en el vector ndice. En este caso, las entradas del vector ndice son los lugares de lasentradas del vector original que no se desean invocar.

Ejemplo 3.17.Si se desea crear el vector subconjunto.asccuyas entradas son las del vectorascendentes del Ejemplo 3.6 excluyendo los elementos en las posiciones nueve y diez, uno usa lasiguiente instruccin:

0

0

0


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Pantalla de ROmitir valores de un objeto transformando a otro objeto

> subconjunto.asc

El objeto subconjunto.asc contiene todos los valores como el objeto ascendentesmenos delos valores en las posiciones nueve y diez:

Pantalla de RRevisar los valores de un nuevo objeto

> ascendentes

[1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

> subconjunto.asc

[1] 1 2 3 4 5 6 7 8

>

Ntese que el objeto ascendentestodava contiene todos los elementos como fue definido. Estoes, la instruccin no alter sus valores.

Para invocar ciertas entradas de un vector las cuales cumplen cierto orden predeterminado porel usuario, es posible usar en el vector ndice a un vector lgico con el mismo nmero de entradasdonde se indique si la entrada correspondiente debe ser invocada (TRUE) o no (FALSE).

Ejemplo 3.18.Para ver qu valores del vector ascendentesdel Ejemplo 3.6 son mayores que5 es posible usar el siguiente comando:

Pantalla de R Comprobar si valores predeterminados responden a un requisito

> ascendentes> 5

[1] FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE

>

Para invocar las entradas de ascendentesque corresponden a TRUE en el vector lgico se teclea:

Pantalla de RMostrar valores especficos que responden a un requisito

> ascendentes[ascendentes>5]

[1] 6 7 8 9 10

>

0

0

0

0


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ndice 53


Si se desea cambiar los valores de las entradas de ascendentesque exceden 5 por los valores 5, 4,3, 2 y 1, en ese orden, se teclea la siguente instruccin:

Pantalla de RReasignar valores especficos en un vector

> ascendentes[ascendentes>5]

En este caso s se alteraron los valores de ascendentesy, en un futuro cuando se le invoque, losvalores de sus entradas corresponden a los resultantes en esta ltima instruccin:

Pantalla de RReasignar valores especficos en un vector

> ascendentes

[1] 1 2 3 4 5 5 4 3 2 1

>

3.5. La administracin de objetosDurante una sesin de trabajo se crean diferentes objetos los cuales son almacenados en unespacio de trabajo comn.

Para invocar la lista completa de los objetos creados durante la sesin, R ofrece una de lassiguientes instrucciones las cuales crean un vector de tipo carcter cuyas entradas indican los nom-

bres de los objetos creados en la sesin en orden alfabtico:

Pantalla de RLista completa de los objetos creados

> objects()

>

0

0

0

[1] ascendentes ciudades descendentes fibonacci

[5] logicos objeto.exp objeto.pi objeto.rq2

[9] resultado.multi resultado.nvo resultado.triple serie.1

[13] serie.2 serie.3 subconjunto.asc tiempos.FK52


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o

Pantalla de ROtra manera para invocar la lista completa de los objetos creados

> ls()

>o bien, eligiendo la opcin Listar objetosde Miscen el men principal:

Hay ocasiones en que el usuario ha creado demasiados objetos y entonces algunos de ellos pu-eden ser redundantes. El comando rm(objetos) elimina a los objetos cuyos nombres aparecendelimitados por una coma en el argumento objetos.

Ejemplo 3.19. Para eliminar los objetos ascendentes y descendentescreados en los Ejemplos

3.6 y 3.7 respectivamente, uno teclea la siguiente instruccin:

Pantalla de REliminar objetos creados

> rm(ascendentes, descendentes)

>

Las letras rm representan la palabra inglesa remove que significa remover o eliminar un objeto de la lista.

0

0

[1] ascendentes ciudades descendentes fibonacci[5] logicos objeto.exp objeto.pi objeto.rq2

[9] resultado.multi resultado.nvo resultado.triple serie.1

[13] serie.2 serie.3 subconjunto.asc tiempos.FK52

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Documents

objeto resultado

mismo objeto

valor asignado

nombre resultado

travs de objetos

involucrana objetos

bienpantalla de r

ms valores