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如何通過創建虛擬變數作為折疊方法按組匯總資料

2021-11-08 08:26:16 軟體設計

賞金到期in 4天這個問題的答案有資格獲得 50聲望獎勵。 Emman引起更多人對這個問題的關注
我正在為該問題尋找快速有效的解決方案。雖然@JonSpring 的答案適用于示例資料,但在應用我的真實資料時會導致錯誤。具體來說,tidyr::count()導致超越的錯誤.Machine$integer.max == 2147483647所以我會很高興采用不同的策略來規避這個問題。

我正在嘗試按組匯總資料集,以便為每個組的值是否出現在資料未分組的最頻繁值中設定虛擬列

例如,讓我們flightsnycflights13.

library(dplyr, warn.conflicts = FALSE)
library(nycflights13)

my_flights_raw <-
  flights %>%
  select(carrier, month, dest)

my_flights_raw
#> # A tibble: 336,776 x 3
#>    carrier month dest 
#>    <chr>   <int> <chr>
#>  1 UA          1 IAH  
#>  2 UA          1 IAH  
#>  3 AA          1 MIA  
#>  4 B6          1 BQN  
#>  5 DL          1 ATL  
#>  6 UA          1 ORD  
#>  7 B6          1 FLL  
#>  8 EV          1 IAD  
#>  9 B6          1 MCO  
#> 10 AA          1 ORD  
#> # ... with 336,766 more rows

我的最終目標:我有興趣了解每carrier一個month:它是否飛往最受歡迎的目的地。通過每個月前 5 名最頻繁的定義“最受歡迎”dest,然后與所有月份的前 5 名相交。

第 1 步
我首先按月進行簡單聚合:

my_flights_agg <- 
  my_flights_raw %>%
  count(month, dest, name = "n_obs") %>%
  arrange(month, desc(n_obs)) 

my_flights_agg
#> # A tibble: 1,113 x 3
#>    month dest  n_obs
#>    <int> <chr> <int>
#>  1     1 ATL    1396
#>  2     1 ORD    1269
#>  3     1 BOS    1245
#>  4     1 MCO    1175
#>  5     1 FLL    1161
#>  6     1 LAX    1159
#>  7     1 CLT    1058
#>  8     1 MIA     981
#>  9     1 SFO     889
#> 10     1 DCA     865
#> # ... with 1,103 more rows

第 2 步
現在我將削減資料以僅保留每月最受歡迎的前 5 名。

my_flights_top_5_by_month <-
  my_flights_agg %>%
  group_by(month) %>%
  slice_max(order_by = n_obs, n = 5)

my_flights_top_5_by_month
#> # A tibble: 60 x 3
#> # Groups:   month [12]
#>    month dest  n_obs
#>    <int> <chr> <int>
#>  1     1 ATL    1396
#>  2     1 ORD    1269
#>  3     1 BOS    1245
#>  4     1 MCO    1175
#>  5     1 FLL    1161
#>  6     2 ATL    1267
#>  7     2 ORD    1197
#>  8     2 BOS    1182
#>  9     2 MCO    1110
#> 10     2 FLL    1073
#> # ... with 50 more rows

第 3 步
現在只需獲取以下unique()內容my_flights_top_5_by_month$dest

my_flights_top_dest_across_months <- unique(my_flights_top_5_by_month$dest)

## [1] "ATL" "ORD" "BOS" "MCO" "FLL" "LAX" "SFO" "CLT"

這是我的問題:給定my_flights_top_dest_across_months,我如何總結my_flights_raw為不同的carrier& month,這樣折疊原則是carrier& 的每個組合是否month對 中的每個dest都有缺陷my_flights_top_dest_across_months

期望的輸出

##    carrier month ATL   ORD   BOS   MCO   FLL   LAX   SFO   CLT  
##    <chr>   <int> <lgl> <lgl> <lgl> <lgl> <lgl> <lgl> <lgl> <lgl>
##  1 9E          1 TRUE  TRUE  TRUE  FALSE FALSE FALSE FALSE TRUE 
##  2 9E          2 TRUE  TRUE  TRUE  FALSE FALSE FALSE FALSE TRUE 
##  3 9E          3 TRUE  TRUE  TRUE  FALSE FALSE FALSE FALSE TRUE 
##  4 9E          4 FALSE TRUE  TRUE  FALSE FALSE FALSE FALSE TRUE 
##  5 9E          5 TRUE  TRUE  TRUE  FALSE FALSE FALSE FALSE TRUE 
##  6 9E          6 FALSE TRUE  TRUE  FALSE FALSE FALSE FALSE TRUE 
##  7 9E          7 FALSE TRUE  TRUE  FALSE FALSE FALSE FALSE TRUE 
##  8 9E          8 FALSE TRUE  TRUE  FALSE FALSE FALSE FALSE TRUE 
##  9 9E          9 FALSE TRUE  TRUE  FALSE FALSE FALSE FALSE TRUE 
## 10 9E         10 FALSE TRUE  TRUE  FALSE FALSE FALSE FALSE TRUE 
## # ... with 175 more rows

我目前有以下代碼效率低下。它適用于示例flights資料,但在應用于大型資料集(具有數百萬行和組)時需要永遠。知道如何更有效地完成上述任務嗎?

# too slow :(
my_flights_raw %>%
  group_by(carrier, month) %>%
  summarise(destinations_vec = list(unique(dest))) %>%
  add_column(top_dest = list(my_flights_top_dest_across_month)) %>%
  mutate(are_top_dest_included = purrr::map2(.x = destinations_vec, .y = top_dest, .f = ~ .y %in% .x ), .keep = "unused") %>%
  mutate(across(are_top_dest_included, ~purrr::map(.x = ., .f = ~setNames(object = .x, nm = my_flights_top_dest_across_month))  )) %>%
  tidyr::unnest_wider(are_top_dest_included)

uj5u.com熱心網友回復:

很可能data.table在這里使用庫會更快。我不會爭論。但是我已經掌握dplyr并希望使用這個特定庫中的函式提供一個非常酷的解決方案。

首先我們準備兩個小輔助函式。我們稍后會看到它們是如何作業的。

library(nycflights13)
library(tidyverse)


ftopDest = function(data, ntop){
  data %>% 
    group_by(dest) %>% 
    summarise(ndest = n()) %>% 
    arrange(desc(ndest)) %>% 
    pull(dest) %>% .[1:ntop]
}

carrierToTopDest = function(data, topDest){
  data %>% mutate(carrierToToDest = dest %in% topDest)
}

現在你只需要一個簡單的突變

df = flights %>% nest_by(year, month) %>%  #Step 1
  mutate(topDest = list(ftopDest(data, 5)),  #Step 2
         data = list(carrierToTopDest(data, topDest)))  #Step 3
  

但讓我逐步描述這里發生的事情。

在第一步中,讓我們將資料嵌套到一個tibble名為data.

步驟 1 后的輸出

# A tibble: 12 x 3
# Rowwise:  year, month
    year month                data
   <int> <int> <list<tibble[,17]>>
 1  2013     1       [27,004 x 17]
 2  2013     2       [24,951 x 17]
 3  2013     3       [28,834 x 17]
 4  2013     4       [28,330 x 17]
 5  2013     5       [28,796 x 17]
 6  2013     6       [28,243 x 17]
 7  2013     7       [29,425 x 17]
 8  2013     8       [29,327 x 17]
 9  2013     9       [27,574 x 17]
10  2013    10       [28,889 x 17]
11  2013    11       [27,268 x 17]
12  2013    12       [28,135 x 17]

在第 2 步中,我們添加最受歡迎的航班目的地。

步驟 2 后的輸出

# A tibble: 12 x 4
# Rowwise:  year, month
    year month                data topDest  
   <int> <int> <list<tibble[,17]>> <list>   
 1  2013     1       [27,004 x 17] <chr [5]>
 2  2013     2       [24,951 x 17] <chr [5]>
 3  2013     3       [28,834 x 17] <chr [5]>
 4  2013     4       [28,330 x 17] <chr [5]>
 5  2013     5       [28,796 x 17] <chr [5]>
 6  2013     6       [28,243 x 17] <chr [5]>
 7  2013     7       [29,425 x 17] <chr [5]>
 8  2013     8       [29,327 x 17] <chr [5]>
 9  2013     9       [27,574 x 17] <chr [5]>
10  2013    10       [28,889 x 17] <chr [5]>
11  2013    11       [27,268 x 17] <chr [5]>
12  2013    12       [28,135 x 17] <chr [5]>

In the last step, we add the carrierToToDest variable to the data variable, which determines whether the flight was going to one of the ntop places from the given month.

Output after step 3

# A tibble: 12 x 4
# Rowwise:  year, month
    year month data                   topDest  
   <int> <int> <list>                 <list>   
 1  2013     1 <tibble [27,004 x 18]> <chr [5]>
 2  2013     2 <tibble [24,951 x 18]> <chr [5]>
 3  2013     3 <tibble [28,834 x 18]> <chr [5]>
 4  2013     4 <tibble [28,330 x 18]> <chr [5]>
 5  2013     5 <tibble [28,796 x 18]> <chr [5]>
 6  2013     6 <tibble [28,243 x 18]> <chr [5]>
 7  2013     7 <tibble [29,425 x 18]> <chr [5]>
 8  2013     8 <tibble [29,327 x 18]> <chr [5]>
 9  2013     9 <tibble [27,574 x 18]> <chr [5]>
10  2013    10 <tibble [28,889 x 18]> <chr [5]>
11  2013    11 <tibble [27,268 x 18]> <chr [5]>
12  2013    12 <tibble [28,135 x 18]> <chr [5]>

How now we can see the most popular places. Let's do this:

df %>% mutate(topDest = paste(topDest, collapse = " "))

output

# A tibble: 12 x 4
# Rowwise:  year, month
    year month data                   topDest            
   <int> <int> <list>                 <chr>              
 1  2013     1 <tibble [27,004 x 18]> ATL ORD BOS MCO FLL
 2  2013     2 <tibble [24,951 x 18]> ATL ORD BOS MCO FLL
 3  2013     3 <tibble [28,834 x 18]> ATL ORD BOS MCO FLL
 4  2013     4 <tibble [28,330 x 18]> ATL ORD LAX BOS MCO
 5  2013     5 <tibble [28,796 x 18]> ORD ATL LAX BOS SFO
 6  2013     6 <tibble [28,243 x 18]> ORD ATL LAX BOS SFO
 7  2013     7 <tibble [29,425 x 18]> ORD ATL LAX BOS CLT
 8  2013     8 <tibble [29,327 x 18]> ORD ATL LAX BOS SFO
 9  2013     9 <tibble [27,574 x 18]> ORD LAX ATL BOS CLT
10  2013    10 <tibble [28,889 x 18]> ORD ATL LAX BOS CLT
11  2013    11 <tibble [27,268 x 18]> ATL ORD LAX BOS CLT
12  2013    12 <tibble [28,135 x 18]> ATL LAX MCO ORD CLT

Can we see flights to these destinations? Of course, it's not difficult.

df %>% select(-topDest) %>% 
  unnest(data) %>% 
  filter(carrierToToDest) %>% 
  select(year, month, flight, carrier, dest) 

Output

# A tibble: 80,941 x 5
# Groups:   year, month [12]
    year month flight carrier dest 
   <int> <int>  <int> <chr>   <chr>
 1  2013     1    461 DL      ATL  
 2  2013     1   1696 UA      ORD  
 3  2013     1    507 B6      FLL  
 4  2013     1     79 B6      MCO  
 5  2013     1    301 AA      ORD  
 6  2013     1   1806 B6      BOS  
 7  2013     1    371 B6      FLL  
 8  2013     1   4650 MQ      ATL  
 9  2013     1   1743 DL      ATL  
10  2013     1   3768 MQ      ORD  
# ... with 80,931 more rows

This is my recipe. Very simple and transparent in my opinion. I would be extremely obligated if you would try it on your data and let me know with efficiency.

Small update

I just noticed that I wanted to group not only after year (although you don't mention it, it must be so), month, but also by the carrier variable. So let's add it as another grouping variable.

df = flights %>% nest_by(year, month, carrier) %>%  
  mutate(topDest = list(ftopDest(data, 5)),  
         data = list(carrierToTopDest(data, topDest)))  

output

# A tibble: 185 x 5
# Rowwise:  year, month, carrier
    year month carrier data                  topDest  
   <int> <int> <chr>   <list>                <list>   
 1  2013     1 9E      <tibble [1,573 x 17]> <chr [5]>
 2  2013     1 AA      <tibble [2,794 x 17]> <chr [5]>
 3  2013     1 AS      <tibble [62 x 17]>    <chr [5]>
 4  2013     1 B6      <tibble [4,427 x 17]> <chr [5]>
 5  2013     1 DL      <tibble [3,690 x 17]> <chr [5]>
 6  2013     1 EV      <tibble [4,171 x 17]> <chr [5]>
 7  2013     1 F9      <tibble [59 x 17]>    <chr [5]>
 8  2013     1 FL      <tibble [328 x 17]>   <chr [5]>
 9  2013     1 HA      <tibble [31 x 17]>    <chr [5]>
10  2013     1 MQ      <tibble [2,271 x 17]> <chr [5]>
# ... with 175 more rows

Now let's get acquainted with the new top 5 directions.

df %>% mutate(topDest = paste(topDest, collapse = " "))

output

# A tibble: 185 x 5
# Rowwise:  year, month, carrier
    year month carrier data                  topDest            
   <int> <int> <chr>   <list>                <chr>              
 1  2013     1 9E      <tibble [1,573 x 17]> BOS PHL CVG MSP ORD
 2  2013     1 AA      <tibble [2,794 x 17]> DFW MIA ORD LAX BOS
 3  2013     1 AS      <tibble [62 x 17]>    SEA NA NA NA NA    
 4  2013     1 B6      <tibble [4,427 x 17]> FLL MCO BOS PBI SJU
 5  2013     1 DL      <tibble [3,690 x 17]> ATL DTW MCO FLL MIA
 6  2013     1 EV      <tibble [4,171 x 17]> IAD DTW DCA RDU CVG
 7  2013     1 F9      <tibble [59 x 17]>    DEN NA NA NA NA    
 8  2013     1 FL      <tibble [328 x 17]>   ATL CAK MKE NA NA  
 9  2013     1 HA      <tibble [31 x 17]>    HNL NA NA NA NA    
10  2013     1 MQ      <tibble [2,271 x 17]> RDU CMH ORD BNA ATL
# ... with 175 more rows

總結一下,我想補充一點,表格對我來說非常清楚。我可以看到最受歡迎的df%>% mutate (topDest = paste (topDest, collapse =" "))方向。我可以過濾所有飛往最受歡迎目的地的航班,df%>% select (-topDest)%>% unnest (data)%>% filter (carrierToToDest)%>% select (year, month, flight, carrier, dest)并進行任何其他轉換。我認為在 100 多個變數上更廣泛地呈現相同的資訊對任何分析都很方便。

但是,如果您確實需要更廣泛的形式,請告訴我。我們會這樣做。

uj5u.com熱心網友回復:

這是你想要的嗎?據我所知,它與您的輸出匹配,但有更多行,因為它包括所有運營商的所有月份;carrier“OO”只有 5 個月內的航班,您的版本僅在摘要中顯示這 5 個月。

使用提供的資料(336k 行),這與您的函式花費的時間相似,但處理更大的資料時速度更快。當我在設定后對 100 倍大的資料運行這些時my_flights_raw <- my_flights_raw %>% tidyr::uncount(100),使其達到 33M 行,下面的代碼快了大約 40%。

鑒于您要處理的群體數量眾多,我預計這種情況data.table會真正發揮出更好的性能。

library(tidyverse)
my_flights_raw %>%
  count(carrier, month, dest) %>%
  complete(carrier, month, dest) %>%
  filter(dest %in% my_flights_top_dest_across_months) %>%
  mutate(n = if_else(!is.na(n), TRUE, FALSE)) %>%
  pivot_wider(names_from = dest, values_from = n) 

uj5u.com熱心網友回復:

鑒于my_flights_top_5_by_monthmy_flights_raw,我們可以嘗試以下data.table方法

library(data.table)

dcast(
  setDT(my_flights_top_5_by_month)[
    setDT(my_flights_raw),
    on = .(month, dest)
  ][, n_obs := !is.na(n_obs)],
  carrier   month ~ dest,
  fun.aggregate = function(x) sum(x) > 0,
  value.var = "n_obs"
)

這使

     carrier month   ABQ   ACK   ALB   ANC   ATL   AUS   AVL   BDL   BGR   BHM
  1:      9E     1 FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  2:      9E     2 FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  3:      9E     3 FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  4:      9E     4 FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  5:      9E     5 FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
 ---
181:      YV     8 FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
182:      YV     9 FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
183:      YV    10 FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
184:      YV    11 FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
185:      YV    12 FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
       BNA   BOS   BQN   BTV   BUF   BUR   BWI   BZN   CAE   CAK   CHO   CHS
  1: FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  2: FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  3: FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  4: FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  5: FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
 ---
181: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
182: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
183: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
184: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
185: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
       CLE   CLT   CMH   CRW   CVG   DAY   DCA   DEN   DFW   DSM   DTW   EGE
  1: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  2: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  3: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  4: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  5: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
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181: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
182: FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
183: FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
184: FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
185: FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
       EYW   FLL   GRR   GSO   GSP   HDN   HNL   HOU   IAD   IAH   ILM   IND
  1: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  2: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  3: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  4: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
  5: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
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181: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
182: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
183: FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
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