在 R 编程中显示对象的内部结构 - str()函数

在 R 编程中，有时候我们需要了解对象的内部结构，以便更好地理解数据分析结果。此时，可以使用 str() 函数来显示对象的内部结构。

基本用法

str() 函数可以用于任何 R 对象，包括向量、矩阵、数据框、列表等等。

下面是 str() 函数的基本用法：

str(object)

其中 object 是要显示内部结构的 R 对象。

例如，我们可以使用 str() 函数来显示 mtcars 数据集的内部结构：

str(mtcars)

输出结果如下：

'data.frame':	32 obs. of  11 variables:
 $ mpg : num  21 21 22.8 21.4 18.7 18.1 14.3 24.4 22.8 19.2 ...
 $ cyl : num  6 6 4 6 8 6 8 4 4 6 ...
 $ disp: num  160 160 108 258 360 ...
 $ hp  : num  110 110 93 110 175 105 245 62 95 123 ...
 $ drat: num  3.9 3.9 3.85 3.08 3.15 2.76 3.21 3.69 3.92 3.92 ...
 $ wt  : num  2.62 2.88 2.32 3.21 3.44 ...
 $ qsec: num  16.5 17 18.6 19.4 17 ...
 $ vs  : num  0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 ...
 $ am  : num  1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 ...
 $ gear: num  4 4 4 3 3 3 3 4 4 4 ...
 $ carb: num  4 4 1 1 2 1 4 2 2 4 ...

从输出结果中我们可以看到，mtcars 数据集是一个数据框对象，包含了 32 行数据和 11 列变量。每个变量的名称、类型和前几个值也都被显示出来。

更多选项

除了基本用法之外，str() 函数还有一些选项可以让我们更加灵活地指定要显示的内容。

max.level 选项

默认情况下，str() 函数会递归地显示对象的内部结构，直到全部显示完毕。但在某些情况下，这样可能会导致输出结果太长，难以阅读。

此时，我们可以使用 max.level 选项来限制递归的深度。例如，如果我们只想显示 mtcars 数据集的前 2 级结构，则可以这样写：

str(mtcars, max.level = 2)

输出结果如下：

'data.frame':	32 obs. of  11 variables:
 $ mpg : num  21 21 22.8 21.4 18.7 18.1 14.3 24.4 22.8 19.2 ...
 $ cyl : num  6 6 4 6 8 6 8 4 4 6 ...
 $ disp: num [1:32] 160 160 108 258 360 ...
 $ hp  : num [1:32] 110 110 93 110 175 105 245 62 95 123 ...
 $ drat: num [1:32] 3.9 3.9 3.85 3.08 3.15 2.76 3.21 3.69 3.92 3.92 ...
 $ wt  : num [1:32] 2.62 2.88 2.32 3.21 3.44 ...
 $ qsec: num [1:32] 16.5 17 18.6 19.4 17 ...
 $ vs  : num [1:32] 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 ...
 $ am  : num [1:32] 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 ...
 $ gear: num [1:32] 4 4 4 3 3 3 3 4 4 4 ...
 $ carb: num [1:32] 4 4 1 1 2 1 4 2 2 4 ...

从输出结果中我们可以看到，只有数据框 mtcars 的前 2 级结构被显示出来。

vec.len 选项

当向量或列表等对象的长度较长时，str() 函数只会显示前几个元素，后面的元素则省略用 ... 表示。默认情况下，这个长度是 1000。

如果我们希望改变这个长度的值，可以使用 vec.len 选项来指定。例如，我们希望只显示向量 x 的前 5 个元素，则可以这样写：

x <- 1:10
str(x, vec.len = 5)

输出结果如下：

 int [1:10] 1 2 3 4 5 ...

从输出结果中我们可以看到，向量 x 只显示了前 5 个元素，后面的元素用 ... 表示。

strict.width 选项

默认情况下，str() 函数会将输出结果缩进对齐，以便更好地显示对象的结构。但在某些情况下，这种对齐可能会导致输出结果太宽，难以阅读。

此时，我们可以使用 strict.width 选项来关闭对齐功能，以缩小输出结果的宽度。例如，如果我们想关闭对齐功能，则可以这样写：

str(mtcars, strict.width = "cut")

输出结果如下：

'data.frame':32 obs. of 11 variables:
 $ mpg :num 21 21 22.8 21.4 18.7 18.1 14.3 24.4 22.8 19.2 ...
 $ cyl :num 6 6 4 6 8 6 8 4 4 6 ...
 $ disp:num 160 160 108 258 360 ...
 $ hp  :num 110 110 93 110 175 105 245 62 95 123 ...
 $ drat:num 3.9 3.9 3.85 3.08 3.15 2.76 3.21 3.69 3.92 3.92 ...
 $ wt  :num 2.62 2.88 2.32 3.21 3.44 ...
 $ qsec:num 16.5 17 18.6 19.4 17 ...
 $ vs  :num 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 ...
 $ am  :num 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 ...
 $ gear:num 4 4 4 3 3 3 3 4 4 4 ...
 $ carb:num 4 4 1 1 2 1 4 2 2 4 ...

从输出结果中我们可以看到，对象的结构和内容与原来是一样的，但宽度更小了，相比之下更容易阅读。

总结

str() 函数是 R 编程中一个非常实用的函数，可以帮助我们更好地了解对象的内部结构，以便进行数据分析和数据处理。此外，str() 函数还有一些选项可以帮助我们更好地控制输出结果的内容和格式，灵活性非常高。