Rの主要な四則演算について

こんにちは。産婦人科医のtommyです。（Twitter：@obgyntommy）

本記事では基本的なRの文法と四則演算について解説します。

対象としては全くRに触れたことのない方に向けになります。

非常に簡単な四則演算の内容になりますが、RStudioを用意して実際に手を動かしてみてください。

RStudioを手軽にセットアップするにはRStudio Cloudが便利です。詳しい内容は以下を参照してください。

R Studio Cloud で学習される方はこちらを参照してください。

また、RStudio Cloudではなくても、Rのインストール方法やRStudioの使い方については以下の記事を参照してください。

では早速みていきましょう。

Rの代入演算子について

Rには代入演算子として <- と = があります。

代入演算子について本項目の内容ついて見ていきましょう。

　本項目の内容

では早速みていきましょう。

代入演算子 <- の使い方

 変数に値を代入するとき、Rでは少し見慣れない代入演算子を使います。それが `<-`です。

In[]

x <- 10

x

Out[]

[1] 10

<- はキーボード上だと打ちにくいので、RStudioではショートカットを有効活用してください。

<-  を挿入するショートカットはWindowsでは  "Alt" + " - " 、MacOSでは "Option" +  " - "  です。

代入演算子 = の使い方

他のプログラミング言語でよく使われる代入演算子のイコール( = )は、Rでも同じように使えます。

In[]

y = 4

y

Out[]

[1] 4

ただしAdvanced Rによると、あまりオススメの使い方ではないようです。

なぜならまだRのユーザーの間では矢印の演算子が一般的で、イコールを使うことで混乱を招くためです。

なるべく <-  を使うことに慣れておく方が良いかと思います。

四則演算

この項目では四則演算についてみていきます。

　本項目の内容：四則演算の基本

では早速、見ていきましょう。

足し算、引き算、掛け算、割り算

それでは基本的な四則演算について見ていきます。

足し算

In[]

2 + 3

Out[]

[1] 5

引き算

In[]

10 - 8

Out[]

[1] 2

掛け算

In[]

3 * 4

Out[]

[1] 12

割り算

In[]

10 / 2

Out[]

[1] 5

もちろん、変数を使って四則演算することもできますし、組み合わせも可能です。

In[]

a <- 4

b <- 8

c <- 2

d <- (a + b) / c

d

Out[]

[1] 6

その他基本的な演算子の使い方

この項目ではその他の演算子の使い方にについて見ていきます。

　本項目の内容：基本的な演算子の使い方

では早速見ていきましょう。

累乗

べき乗は ** か ^ を使います。以下は２の３乗を計算しています。

In[]

2 ** 3

Out[]

[1] 8

以下は２の２分の１乗です。

In[]

2^(0.5)

Out[]

[1] 1.414214

整数商

整数商を求めるには、%/% をつかいます。

In[]

10 %/% 3

Out[]

[1] 3

剰余

剰余を求めるには %% を使います。

In[]

25 %% 4

Out[]

[1] 1

平方根

平方根を求めるには sqrt を使います。

In[]

sqrt(2)

Out[]

[1] 1.414214

絶対値

絶対値を求めるには abs を使います。

In[]

abs(10 - 100)

Out[]

[1] 90

自然対数 e

自然対数の底であるネイピア数を求めるには exp を使います。試しに $e$ の１乗と、 $e$ の２乗を計算しています。

In[]

exp(1)

exp(2)

Out[]

[1] 2.718282
[1] 7.389056

log

自然対数を求めるには $log$ を使います。

In[]

log(10)

log(exp(1))

Out[]

[1] 2.302585
[1] 1

常用対数は log10 この様に記載します。

In[]

log10(100)

Out[]

[1] 2

ceiling 関数

引数以上の最小整数を求めるには ceiling 関数を使います。

In[]

ceiling(1.5)

Out[]

[1] 2

floor 関数

引数以下の最大整数を求めるには floor 関数を使います。

In[]

floor(1.5)

Out[]

[1] 1

round 関数【四捨五入】

四捨五入するには round 関数を使います。

In[]

round(1.5)

Out[]

[1] 2

条件式の使い方

この項目では条件式の使い方

　本項目の内容

では早速見ていきましょう。

等号系

等号

等号の条件をチェックするには、 == と等号をふたつ重ねます。返される値は TRUE か FALSE になります。

In[]

a <- 10 # aに10を代入

a == 10 # aが10かどうかをチェック

Out[]

[1] TRUE

In[]

a == 20 # aが20かどうかをチェック

Out[]

[1] FALSE

否定

「〜ではない」ことをチェックする否定等号というものもあります。否定等号は != を使います。≠ (ノットイコール)と同じです。

In[]

a != 20 # aが20ではないかをチェック

a != 10 # aが10ではないかをチェック

Out[]

[1] TRUE

[1] FALSE

比較演算子

大きさを比較する等号は >= (以上)、> (より大きい)、<= (以下)、< (より小さい)です。

a >= 0 　# aが0以上かどうかをチェック

a > 10　 # aが10より大きいかをチェック　

a <= 20　# aが20以下かどうかをチェック　

a < 1　　# aが1より小さいかをチェック

論理系

論理系の演算子には大きく分けて AND と OR の2種類あります。

ANDには & と && があり,  & は演算結果をベクトルとして返し、ベクトル演算時における条件判断などと共によく使われます。

&& は演算結果をTRUEまたはFALSEで返し、if 文の判断条件などと共に用いられることが多いです。

ORにも同じく | （演算結果をベクトルで返す）と || （演算結果をTRUEかFALSEで返す）があります。

# c()はベクトルをつくります。詳しくは別の回で説明します

# 下に長さが４のベクトルx, yをつくります

# それぞれT(TRUE)かF(FALSE)の値を取ります

x <- c(T, F, T, F) 

y <- c(T, F, F, T)

x & y              # &を使うことで、xとyが両方Tの要素をチェックできます

x | y              # |を使うことで、xまたはyがTの要素をチェックできます

x & !y              # xがTで、かつyがTでない要素をチェックします

x | !y              # xがT、もしくはyがTでない要素をチェックします

xor() は排他的論理和と呼ばれるものを計算する関数で、双方の値が異なる場合にだけTRUEを返すものです。

下の例では $x$ と $y$ について、最初の２つの要素は両方とも同じであるため FALSE が、後ろ２つは異なるため TRUE 値が返されています。

xor(x, y)

# 数値を入れても計算できます

xor(1, 0)

xor(0, 0)

&& と || を見ていきます



a <- 10

b <- 20

c <- 30

a > 0 && b > 10   # aが0より大きく、かつbが10より大きいかチェック

a > 0 && b < 10   # aが0より大きく、かつbが10より小さいかチェック

a <= 0 || c < 10   # aが0以下、もしくはcが10より小さいかチェック

%in% は、要素がベクトルの中に含まれているかをチェックします。

In[]

d <- c(1, 2, 3, 4)

1 %in% d

5 %in% d

e <- list(5, 6, 7, 8)  #list()関数はリストをつくります。詳しくは別の回で説明します

In[]

7 %in% e

10 %in% e

コメントアウトの方法

コードをたくさん書いていると、次第に何を書いているのかわけがわからなくなってくることが良くあります。

コードにコメントを残すのは自分自身のためだけでなく、チームメンバーとプロジェクトを共有するために非常に重要な作業になります。

ドキュメンテーションをしっかりと残す事で、チームで解析作業を行う際などは効率的に仕事や研究が進みますね。

RStudioではハッシュタグ `#` を使うことで簡単にコメントを残すことができます。`#`は灰色のチャンク内で使います。

In[]

len = 12 　　　　　　　 # リビングの縦の長さ

width = 3 　　　　　　　# リビングの幅

area <- len * width 　　# リビングの床面積

きれいにコメントを残して見やすいノートブックを作りましょう。

今回は以上となります。