parameterclass R语言基于S3的面向对象编程

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前言

对于R语言的面向对象编程，与其他编程语言不同，R语言提供了三种类型的底层对象，一种是S3类型，一种是S4类型，一种是RC类型。

S3物体简单、动态，没有明显的结构特征。S4对象是结构化的和强大的；RC对象是2.12版之后使用的一种新类型，用于解决S3和S4的困难对象。

本文将从S3对象开始，介绍用R语言进行面向对象编程的细节。

目录

S3物体游戏攻略

创建S3对象

泛型函数和方法调用

参见S3对象的功能

S3对象继承

S3物体的缺点

S3物体的使用

1.S3物体游戏攻略

在R语言中，基于S3对象的面向对象编程是一种基于泛型函数的实现方法。泛型函数是一个特殊的函数，它根据传入对象的类型来决定调用哪个特定的方法。基于S3对象的面向对象编程不同于其他语言的面向对象编程，它是动态函数调用的模拟实现。S3对象在R的早期开发包中被广泛使用。

关于面向对象的介绍，请参考文章:

r语言面向对象编程

2.创建S3对象

本文的系统环境

Linux: Ubuntu服务器12 . 04 . 2 LTS 64位

R: 3.0.1 x86_64-pc-linux-gnu

注意:pryr只支持Linux系统环境

为了方便我们检查对象的类型，pryr包作为一个辅助工具被引入。

1#装载pryr包

2 >图书馆(pryr)

从变量创建S3对象

1 >x<。-1

2 >attr(x，' class')<。-" foo "

三

4 >x

5[1] 1

6attr(，“类”)

7[1]“foo”

八

9 >类别(x)

10[1]“foo”

11

12#使用pryr包的type函数检查x的类型

13 >otype(x)

14[1]“S3”

S3对象是由结构()函数创建的

1 >y <。-结构(2，class = "foo ")

2

3 >y

4[1] 2

5attr(，“类”)

6[1]“foo”

七

8 >等级(y)

9[1]“foo”

10

11 >ot type(y)

12[1]“S3”

创建多类型S3对象

S3对象没有明确的结构关系，S3对象可以有多种类型。S3对象的类属性可以是向量，包括多种类型。

1 >x<。-1

2 >attr(x，' class')<。- c("foo "，" bar ")

3 >类别(x)

4[1]“foo”“bar”

5 >otype(x)

6[1]“S3”

3.泛型函数和方法调用

对于S3对象的使用，UseMethod()函数通常用于定义泛型函数的名称，不同的方法调用是通过传入参数的类属性来确定的。

定义教师的一般职能

+使用UseMethod()定义教师通用函数

+以老师. xxx的语法格式定义老师对象的行为

+其中老师。默认为默认行为

1#使用UseMethod()定义教师通用函数

2 >教师<。-函数(x，...)使用方法(“教师”)

三

4#使用pryr包中的ftype()函数检查教师的类型

5 >ftype(教师)

6[1]“S3”“通用”

七

8#定义教师内部职能

9 >教师讲座& lt-函数(x)打印(“讲座”)

10 >教师作业& lt-函数(x)打印(“赋值”)

11 >教师。纠正& lt-函数(x)打印(“批改作业”)

12 >教师. default & lt；-function(x) print("你不是老师")

调用方法时，通过传入参数的类属性来确定不同的方法调用。

定义一个变量A，将A的class属性设置为讲座

将变量a传递给教师泛型函数

函数教师的行为。讲座()被称为

1 >a<。-"老师"

2

3#设置教师变量的行为

4 >attr(a，' class') <。-"演讲"

五

6#执行老师的行为

7 >教师(a)

8[1]“讲座”

当然也可以直接调用老师定义的行为，如果这样做，面向对象封装的意义就失效了。

1 >教师讲座()

2[1]“讲座”

三

4 >老师讲课

5[1]“讲座”

六

7 >教师()

8[1]“你不是老师”

4.看看S3物体的功能

当我们使用S3对象进行面向对象封装时，我们可以使用methods()函数来查看S3对象中定义的内部行为函数。

1#查看教师对象

2 >教师

3函数(x，...)使用方法(“教师”)

四

5#查看教师对象的内部功能

6 >方法(教师)

老师。作业老师。批改老师。默认老师。讲座

通过方法()的generic.function参数匹配泛型函数名。

1 >方法(generic.function=predict)

2 [1] predict.ar* predict。Arima* predict.arima0*

预测，预测。HoltWinters* predict.lm

4 [7]预测.黄土*预测. mlm预测. nls*

5[10]predict . poly predict . PPR * predict . prcomp *

6[13]predict . princomp * predict . smooth . spline * predict . smooth . spline . fit *

7[16]预测。结构*

八

9不可见的函数标有星号

将类的名称与方法()的类参数相匹配。

1 >方法(class=lm)

2[1]add 1 . lm * alias . lm * ANOVA . lm case . names . lm *

3[5]confint . lm * cooks . distance . lm * deviance . lm * dfbeta . lm *

4[9]dfbetas . lm * drop 1 . lm * dummy . coef . lm * effects . lm *

5[13]Extract AIc . lm * family . lm * formula . lm * hat values . lm

6[17]impact . lm * kappa . lm labels . lm * loglik . lm *

7[21]model . frame . lm model . matrix . lm nobs . lm * plot . lm

8[25]predict . lm print . lm proj . lm * QR . lm *

9[29]残差. lm r standard . lm r student . lm simulate . lm *

10[33]summary . lm variable . names . lm * vcov . lm *

11

12个不可见的函数标有星号

使用getAnywhere()函数查看所有函数。

1#查看老师讲课功能

2 >getAnywhere(教师.讲座)

找到了3个匹配“教师.讲座”的单个对象

4它在以下地方被发现

5 .GlobalEnv

6注册S3法为教师

7有价值

八

9功能(x)打印(“讲座”)

10

11#检查不可见函数predict.ppr

12 >predict.ppr

13错误:找不到对象“predict.ppr”

14 >存在(“预测. ppr”)

15[1]假

16

17# getAnywhere()函数查找predict.ppr

18 >getAnywhere("predict.ppr ")

19A找到匹配“predict.ppr”的单个对象

20在以下地方发现

21个注册S3方法，用于根据名称空间统计数据进行预测

22命名空间:stats

23有价值

24

25函数(对象，新数据，...)

26{

27 if(缺失(newdata))

28返回(安装(物体))

29 if(！is.null(object$terms)) {

30 newdata <。- as.data.frame(newdata)

31 rn <。-row . name(new data)

32条款& lt- delete.response(object$terms)

33 m <。- model.frame(Terms，newdata，na.action = na .省略，

34 xlev = object$xlevels)

35 if(！is . null(cl & lt；- attr(术语，“数据类”))

36 .checkMFClasses(cl，m)

37 keep & lt- match(row.names(m)，rn)

38 x <。- model.matrix(Terms，m，contrasts.arg = object$contrasts)

39 }

40 else {

41 x <。- as.matrix(newdata)

42 keep & lt- seq_len(nrow(x))

43 rn <。- dimnames(x)[[1L]]

44 }

45 if (ncol(x)！= object$p)

46停止(“x”中的列数错误)

47 res <。-矩阵(NA，长度(keep)，对象$q，dimnames = list(rn，

48 object$ynames))

49 res[keep，]& lt；-矩阵(。Fortran(C_pppred，as.integer(nrow(x))，

50 as.double(x)，as.double(object$smod)，y = double(nrow(x) *

51 object$q)，double(2 * object $ smod[4L])$ y，ncol = object$q)

52滴(res)

53}

54<。字节码:0x 0000000000 df 6 c2d 0 > 0。

55<。环境:名称空间:stats>。

还可以使用getS3method()函数查看不可见的函数

1# getS3method()函数查找predict.ppr

2 >gets 3方法(“预测”、“ppr”)

3函数(对象，新数据，...)

4{

5 if(缺失(newdata))

6返回(安装(物体))

7 if(！is.null(object$terms)) {

8 newdata <。- as.data.frame(newdata)

9 rn <。-row . name(new data)

10项条款& lt- delete.response(object$terms)

11 m <。- model.frame(Terms，newdata，na.action = na .省略，

12 xlev = object$xlevels)

13 if(！is . null(cl & lt；- attr(术语，“数据类”))

14 .checkMFClasses(cl，m)

15保留& lt- match(row.names(m)，rn)

16 x <。- model.matrix(Terms，m，contrasts.arg = object$contrasts)

17 }

18 else {

19 x <。- as.matrix(newdata)

20保留& lt- seq_len(nrow(x))

21 rn <。- dimnames(x)[[1L]]

22 }

23 if (ncol(x)！= object$p)

24停止(“x”中的列数错误)

25 res <。-矩阵(NA，长度(keep)，对象$q，dimnames = list(rn，

26 object$ynames))

27 res[keep，]& lt；-矩阵(。Fortran(C_pppred，as.integer(nrow(x))，

28 as.double(x)，as.double(object$smod)，y = double(nrow(x) *

29 object$q)，double(2 * object $ smod[4L])$ y，ncol = object$q)

30滴(res)

31}

32<。字节码:0x 0000000000 df 6 c2d 0 > 0。

33<。环境:名称空间:stats>。

5.5的继承关系。S3物体

S3对象有一个非常简单的继承模式，这是通过NextMethod()函数实现的。

定义节点通用函数

1 >节点<。-函数(x) UseMethod("node "，x)

2 >node.default & lt-函数(x)“默认节点”

三

4#父亲功能

5 >node .父亲节& lt-函数(x) c(“父亲”)

六

7#子函数通过NextMethod()函数指向父函数

8 >node.son & lt-函数(x) c("son "，NextMethod())

九

10#定义n1

11 >n1 <。-结构(1，class = c("父亲"))

12#在node函数中传递n1，执行node .父亲()函数

13 >节点(n1)

14[1]“父亲”

15

16#定义n2并将class属性设置为2

17 >n2 <。-结构(1，class = c("儿子"，"父亲"))

18#将n2传递给node函数，并执行node.son()函数和node .父亲()函数

19 >节点(n2)

20[1]“儿子”“父亲”

通过将n2个参数传递给node()函数，首先执行node.son()，然后通过NextMethod()函数连续执行node .父亲节()函数。其实就是模拟一个子函数调用一个父函数的过程，在面向对象编程中实现继承。

6.6的缺点。S3物体

从上面对S3对象的介绍来看，S3对象不是一个完整的面向对象的实现，而是一个由泛型函数模拟的面向对象的实现。

S3易于使用，但在实际的面向对象编程过程中，当对象关系具有一定的复杂性时，S3对象所表达的含义就会变得不清晰。

S3封装的内部函数可以绕过泛型函数的检查直接调用。

S3参数的类属性可以任意设置，无需预处理检查。

S3参数只能通过调用class属性来调用，其他属性不会被class()函数执行。

当S3参数的类属性有多个值时，将根据程序赋值顺序调用第一个合法函数。

因此，S3只能是一个简单的面向对象的R语言实现。

7.使用7。S3物体

S3对象系统在R语言的早期发展中被广泛使用。在基础包中，有许多S3对象。

基本包装的S3物件

1#均值函数

2 >意思是

3函数(x，...)

4使用方法(“平均值”)

五

六

7 >ftype(平均值)

8[1]“S3”“通用”

九

10# t功能

11 >ft type(t)

12[1]“S3”“通用”

13

14#绘图功能

15 >ftype(绘图)

16[1]“S3”“通用”

一个定制的S3物件

1#定义数字变量a

2 >a <。- 1

3#变量a的类是数字的

4 >a类

5[1]“数字”

六

7#定义通用函数f1

8 >f1 <。-函数(x) {

9+ a <。- 2

10+ UseMethod("f1 ")

11+ }

12

13#定义f1的内部功能

14 >f1.numeric & lt-函数(x) a

15

16#将变量a传递给f1()

17 >f1(a)

18[1] 2

19

20#将数字99传递给f1()

21 >f1(99)

22[1] 2

23

24#定义f1的内部功能

25 >f1.character & lt-函数(x)粘贴(“char”，x)

26

27#将字符a传递给f1()

28 >f1(“a”)

29[1]“char a”

这样，我们对S3对象系统有了全面的了解，开始了R语言的面向对象编程之路。

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完成R语言中文社区2018年年终文章(作者)

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