기본 콘텐츠로 건너뛰기

데이터 가공 및 분석 - dplyr 패키지 (3)



 dplyr 패키지의 여러 기능 가운데 하나는 데이터를 합치는 것입니다. 이는 R의 기본 기능인 merge와 같은 기능이지만, dplyr 패키지가 여러 가지 기능을 같이 사용할 수 있어 더 다양한 응용이 가능합니다. 하지만 그렇다고 해서 merge의 기능이 적은 것도 아닙니다. 대부분의 경우 merge를 통해서 원하는 데이터 프레임 합치기가 가능하지만, dplyr가 좀 더 다양한 응용을 제공할 수 있다는 점이 차이점입니다. 기본적인 데이터 합치기 기능에 대해서 설명해 보겠습니다. 


 우선 다이아몬드 자료에서 10개만 추출한 후 이를 자료별로 나눠보겠습니다. 그런데 이렇게 나눈 데이터간에 합체를 위해서 일단 먼저 데이터 프레임에 각 관측값에 일련번호 (id)를 매겨보겠습니다. 방법은 간단합니다. dplyr 패키지의 mutate 기능을 이용해 각 열에 번호를 붙이는 것입니다. 


library("dplyr")
library("ggplot2")

set.seed(3311)
diamonds1<-sample 10="" diamonds="" nrow="" span="">
D1<-diamonds diamonds1="" span="">

D1<-d1>% mutate(id = row_number())
D1





 id라는 새로운 행이 생기면서 1-10까지 번호가 생겼습니다. 이는 상당히 유용한 기능 가운데 하나입니다. 아무튼 다음으로 넘어가서 이를 D2/3라는 두 개의 데이터 프레임으로 쪼갠 후 merge와 dplyr의 left_join 기능을 이용해서 합쳐보겠습니다. 이름에서 짐작할 수 있듯이 왼쪽 뿐 아니라 좌우, 위아래로 데이터 프레임을 붙일 수도 있습니다. 하지만 대개의 데이터 프레임에서는 merge와 마찬가지로 주로 왼쪽으로 붙이는 방식으로 데이터를 합치게 됩니다. 아무튼 다음의 문법으로 데이터를 쪼갠 후 다시 붙이겠습니다. 참고로 같은 열과 행을 지닌 경우 rbind, cbind 기능으로 간단히 자르고 붙일 수 있다는 것 역시 소개드립니다. 


D2<-d1>%select(id,carat,cut,color,clarity)
D3<-d1>%select(id,carat,depth,price)
D2
D3


cbind(D2,D3)

merge(D2,D3, by="id")

left_join(D2,D3, by="id")





 결과를 보면 cbind는 그냥 두 개의 같은 길이의 데이터 프레임을 연결하므로 id라는 기준값이 그대로 살아있습니다. 만약 열의 길이가 다르면 cbind 기능은 사용할 수 없습니다. 따라서 기능이 매우 제한적이나 의외로 많이 쓰는 기능 가운데 하나입니다. 


 merge와 left_join은 사실상 같은 결과를 보여줍니다. 여기서 주목할 점은 합치는 기준 값이 되는 id는 중복되지 않지만, carat은 중복되는 행이므로 어디서 왔는지 표시하기 위해 x, y 값으로 표시를 했다는 점입니다. 만약 이런 내용이 거추장스럽다면 아예 중복되는 행을 뺀 데이터끼리 합치거나 혹은 두 개의 값을 기준으로 합치면 됩니다. 


 merge와 left_join은 모두 복수의 변수(variable) 혹은 행을 기준으로 데이터를 합칠 수 있는 기능을 제공합니다. 사실 실무에서 합치려는 데이터 중에는 확인을 위한 id 번호가 있는 경우도 있으나 그렇지 않고 스스로 각 관측값이 섞이지 않게 합쳐야 하는 경우도 많이 생깁니다. 위의 샘플 데이터으 경우 만약 carat 값을 기준으로 데이터를 합치면 0.91 캐럿인 데이터가 두 개라는 문제가 생깁니다. 이 경우 cut 데이터가 같이 있다면 중복 데이터의 기준으로 삼을 수 있습니다. 실제로 해보겠습니다. by=c("carat","cut") 방식으로 복수의 행을 기준으로 삼을 수 있습니다. 


D6<-d1 c="" carat="" clarity="" color="" cut="" span="">
D7<-d1 c="" carat="" cut="" depth="" price="" span="">

merge(D6,D7, by=c("carat","cut"))

left_join(D6,D7, by=c("carat","cut"))





 참고로 직접 해보면 알겠지만, 만약 기준값에 중복이 있으면 merge나 left_join 모두 2x2의 가능성에 맞춰 보여주는 것이 기본입니다. 따라서 관측값이 10개에서 12개로 늘어납니다. 물론 이렇게 되는 경우는 원치 않을 테니 기준값에 문제가 없는지 잘 살펴야 합니다. 


 여기서는 결측값이 없는 데이터를 기준으로 했지만, 사실 현실에서는 빠진 데이터끼리 붙이는 경우가 흔합니다. 이 경우 어떻게 할지 역시 다시 이야기해 보겠습니다. 

댓글

이 블로그의 인기 게시물

통계 공부는 어떻게 하는 것이 좋을까?

 사실 저도 통계 전문가가 아니기 때문에 이런 주제로 글을 쓰기가 다소 애매하지만, 그래도 누군가에게 도움이 될 수 있다고 생각해서 글을 올려봅니다. 통계학, 특히 수학적인 의미에서의 통계학을 공부하게 되는 계기는 사람마다 다르긴 하겠지만, 아마도 비교적 흔하고 난감한 경우는 논문을 써야 하는 경우일 것입니다. 오늘날의 학문적 연구는 집단간 혹은 방법간의 차이가 있다는 것을 객관적으로 보여줘야 하는데, 그려면 불가피하게 통계적인 방법을 쓸 수 밖에 없게 됩니다. 이런 이유로 분야와 주제에 따라서는 아닌 경우도 있겠지만, 상당수 논문에서는 통계학이 들어가게 됩니다.   문제는 데이터를 처리하고 분석하는 방법을 익히는 데도 상당한 시간과 노력이 필요하다는 점입니다. 물론 대부분의 학과에서 통계 수업이 들어가기는 하지만, 그것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 대학 학부 과정에서는 대부분 논문 제출이 필요없거나 필요하다고 해도 그렇게 높은 수준을 요구하지 않지만, 대학원 이상 과정에서는 SCI/SCIE 급 논문이 필요하게 되어 처음 논문을 작성하는 입장에서는 상당히 부담되는 상황에 놓이게 됩니다.  그리고 이후 논문을 계속해서 쓰게 될 경우 통계 문제는 항상 나를 따라다니면서 괴롭히게 될 것입니다.  사정이 이렇다보니 간혹 통계 공부를 어떻게 하는 것이 좋겠냐는 질문이 들어옵니다. 사실 저는 통계 전문가라고 하기에는 실력은 모자라지만, 대신 앞서서 삽질을 한 경험이 있기 때문에 몇 가지 조언을 해줄 수 있을 것 같습니다.  1. 입문자를 위한 책을 추천해달라  사실 예습을 위해서 미리 공부하는 것은 추천하지 않습니다. 기본적인 통계는 학과별로 다르지 않더라도 주로 쓰는 분석방법은 분야별로 상당한 차이가 있을 수 있어 결국은 자신이 주로 하는 부분을 잘 해야 하기 때문입니다. 그러기 위해서는 학과 커리큘럼에 들어있는 통계 수업을 듣는 것이 더 유리합니다. 잘 쓰지도 않을 방법을 열심히 공부하는 것은 아무래도 효율

150년 만에 다시 울린 희귀 곤충의 울음 소리

  ( The katydid Prophalangopsis obscura has been lost since it was first collected, with new evidence suggesting cold areas of Northern India and Tibet may be the species' habitat. Credit: Charlie Woodrow, licensed under CC BY 4.0 ) ( The Museum's specimen of P. obscura is the only confirmed member of the species in existence. Image . Credit: The Trustees of the Natural History Museum, London )  과학자들이 1869년 처음 보고된 후 지금까지 소식이 끊긴 오래 전 희귀 곤충의 울음 소리를 재현하는데 성공했습니다. 프로팔랑곱시스 옵스큐라 ( Prophalangopsis obscura)는 이상한 이름만큼이나 이상한 곤충으로 매우 희귀한 메뚜기목 곤충입니다. 친척인 여치나 메뚜기와는 오래전 갈라진 독자 그룹으로 매우 큰 날개를 지니고 있으며 인도와 티벳의 고산 지대에 사는 것으로 보입니다.   유일한 표본은 수컷 성체로 2005년에 암컷으로 생각되는 2마리가 추가로 발견되긴 했으나 정확히 같은 종인지는 다소 미지수인 상태입니다. 현재까지 확실한 표본은 수컷 성체 한 마리가 전부인 미스터리 곤충인 셈입니다.   하지만 과학자들은 그 형태를 볼 때 이들 역시 울음 소리를 통해 짝짓기에서 암컷을 유인했을 것으로 보고 있습니다. 그런데 높은 고산 지대에서 먼 거리를 이동하는 곤충이기 때문에 낮은 피치의 울음 소리를 냈을 것으로 보입니다. 문제는 이런 소리는 암컷 만이 아니라 박쥐도 잘 듣는다는 것입니다. 사실 이들은 중생대 쥐라기 부터 존재했던 그룹으로 당시에는 박쥐가 없어 이런 방식이 잘 통했을 것입니다. 하지만 신생대에 박쥐가 등장하면서 플로팔랑곱

9000년 전 소녀의 모습을 복원하다.

( The final reconstruction. Credit: Oscar Nilsson )  그리스 아테나 대학과 스웨덴 연구자들이 1993년 발견된 선사 시대 소녀의 모습을 마치 살아있는 것처럼 복원하는데 성공했습니다. 이 유골은 그리스의 테살리아 지역의 테오페트라 동굴 ( Theopetra Cave )에서 발견된 것으로 연대는 9000년 전으로 추정됩니다. 유골의 주인공은 15-18세 사이의 소녀로 정확한 사인은 알 수 없으나 괴혈병, 빈혈, 관절 질환을 앓고 있었던 것으로 확인되었습니다.   이 소녀가 살았던 시기는 유럽 지역에서 수렵 채집인이 초기 농경으로 이전하는 시기였습니다. 다른 시기와 마찬가지로 이 시기의 사람들도 젊은 시절에 다양한 질환에 시달렸을 것이며 평균 수명 역시 매우 짧았을 것입니다. 비록 젊은 나이에 죽기는 했지만, 당시에는 이런 경우가 드물지 않았을 것이라는 이야기죠.   아무튼 문명의 새벽에 해당하는 시점에 살았기 때문에 이 소녀는 Dawn (그리스어로는  Avgi)라고 이름지어졌다고 합니다. 연구팀은 유골에 대한 상세한 스캔과 3D 프린팅 기술을 적용해서 살아있을 당시의 모습을 매우 현실적으로 복원했습니다. 그리고 그 결과 나타난 모습은.... 당시의 거친 환경을 보여주는 듯 합니다. 긴 턱은 당시를 살았던 사람이 대부분 그랬듯이 질긴 먹이를 오래 씹기 위한 것으로 보입니다.   강하고 억센 10대 소녀(?)의 모습은 당시 살아남기 위해서는 강해야 했다는 점을 말해주는 듯 합니다. 이렇게 억세보이는 주인공이라도 당시에는 전염병이나 혹은 기아에서 자유롭지는 못했기 때문에 결국 평균 수명은 길지 못했겠죠. 외모 만으로 평가해서는 안되겠지만, 당시의 거친 시대상을 보여주는 듯 해 흥미롭습니다.   참고  https://phys.org/news/2018-01-teenage-girl-years-reconstructed.html