R语言初级教程(22): 条件和循环语句

1. if…else 语句

决策是编程的重要组成部分。 可以在R中使用条件if...else语句来实现决策。

if 语句

其语法为:

if (test_expression) {
statement
}

如果test_expression的计算结果为TRUE,则大括号中的语句会被执行;但是如果是FALSE,则大括号中的语句不会被执行。

其流程图为:

来看个例子:

x <- 5
if(x > 0) {
print("Positive number")
}

输出为:

[1] "Positive number"

在这里,test_expression也可以是逻辑或数字向量,但只会考虑第一个元素,并给出警告。

如果是数字向量,其中只有0表示为FALSE,其余都表示为TRUE。看个例子:

x <- c(-1, 0)
if(x) {
    print("Non zero")
}

输出为:

[1] "Non zero"
Warning message:
In if (x) { : 条件的长度大于一,因此只能用其第一元素

if...else 语句

其语法为:

if (test_expression) {
statement1
} else {
statement2
}

else部分是可选的,只有在test_expression的结果为FALSE时,else内的语句才会被执行。

注意,else必须与if语句后面的大括号位于同一行。

其流程图为:

来看个例子:

x <- -5
if(x > 0){
print("Non-negative number")
} else {
print("Negative number")
}

输出为:

[1] "Negative number"

上面的条件也可以如下写成一行:

if(x > 0) print("Non-negative number") else print("Negative number")

R的这个特性允许我们像下面这样编写构造:

> x <- -5
> y <- if(x > 0) 5 else 6
> y
[1] 6

if…else if...else 语句

其语法为:

if ( test_expression1) {
statement1
} else if ( test_expression2) {
statement2
} else if ( test_expression3) {
statement3
} else {
statement4
}

根据test_expressions,只会执行其中的一条语句。

来看个例子:

x <- 0
if (x < 0) {
  print("Negative number")
} else if (x > 0) {
  print("Positive number")
} else {
  print("Zero")
}

输出为:

[1] "Zero"

嵌套的 if...else 语句

我们可以在if ...else语句中包含另一个if ...else语句,称为嵌套。

直接来看个例子:

x <- -2
if (x <= 0) {
  if(x==0){
    print("Zero")
  } else {
    print("Negative number")
  }
} else {
  print("Positive number")
}

输出为:

[1] "Negative number"

2. ifelse 函数

向量是R语言的最基本单元。

R中的大多数函数都将向量作为输入,并且输出结果也是向量。

函数的这种矢量化比将相同的函数分别应用于向量的每个元素要快得多。

与这个概念类似,在R中有一个if ...else语句的向量等价形式,即ifelse()函数。

其语法为:

ifelse(test_expression, x, y)

在这里,test_expression必须是逻辑向量(或可以强制为逻辑的对象)。返回值也是一个向量,且其长度与test_expression相同。

如果test_expression的对应值为TRUE,则返回的向量具有x的元素,如果test_expression的对应值为FALSE,则返回具有y的元素。

这就是说,如果test_expressionTRUE,结果的第i个元素将是x[i],否则它将取y[i]的值。

来看个例子:

> a <- c(5, 7, 2, 9)
> ifelse(a %% 2 == 0, "even", "odd")
[1] "odd"  "odd"  "even" "odd" 

在上面的示例中,test_expressiona %% 2 == 0,它将给出向量(FALSE, FALSE, TRUE, FALSE)

后面两个参数将自动扩充到相同长度,变为: ("even", "even", "even", "even")("odd", "odd", "odd", "odd")。因此当test_expression的对应值为TRUE时,会取"even",否则取"odd"

3. for 循环

for循环用于遍历向量中的所有元素。

其语法为:

for (val in sequence)
{
statement
}

这里的sequence是一个向量,而val在循环过程中依次取sequence中每个值。在每次迭代中,都会执行statement语句。

其流程图为:

下面是一个计算向量中偶数个数的例子:

x <- c(2, 5, 3, 9, 8, 11, 6)
count <- 0
for (val in x) {
if(val %% 2 == 0)  count = count + 1
}
print(count)

输出为:

[1] 3

在上面的示例中,由于向量x具有7个元素,因此循环迭代了7次。

在每次迭代中,valx对应元素的值。

我们使用了一个计数器来计算x中偶数的个数。我们可以看到向量x包含3个偶数。

4. while 循环

在R中,while循环用于循环直到特定条件不满足为止。

其语法为:

while (test_expression)
{
statement
}

如果test_expression的评估结果为TRUE,则进入到循环的主体。

执行主体中的语句,执行完后流程返回,再次评估test_expression

重复此过程,直到test_expression评估结果为FALSE为止,循环退出。

其流程图为:

看个例子:

i <- 1
while (i < 6) {
print(i)
i = i + 1
}

输出为:

[1] 1
[1] 2
[1] 3
[1] 4
[1] 5

在上面的示例中,i被初始化为1

在这里,test_expressioni < 6,由于1小于6,因此评估为TRUE。因此,执行了循环的主体打印i并递增了i

i的增加很重要,这样最终将满足退出循环条件。否则,将导致无限循环。

在下一次迭代中,i的值变为2,循环继续进行。

这将一直持续到i取值为6。条件6 < 6将给出FALSE,因此while循环到此结束。

5. break 和 next 语句

在R中,可以使用breaknext语句更改正常的循环顺序。

break 语句

break语句终止包含它的循环。 程序的控制权立即传递到循环体之外的语句。

如果break语句在嵌套循环(另一个循环内的循环)内,则break将只会终止最里面的循环。

其语法为:

if (test_expression) {
break
}

注意break语句也可以在if...else语句的else分支内使用。

其流程图为:

来看个例子:

x <- 1:5
for (val in x) {
if (val == 3){
break
}
print(val)
}

输出为:

[1] 1
[1] 2

在此示例中,我们遍历向量x,该向量是从15的连续数字。

for循环中,如果当前值等于3,则停止循环。

从输出结果可以看到,循环在遇到break语句时终止。

next 语句

next语句仅在当前迭代时用于跳过循环内的其余代码。循环不会终止,会继续进行下一个迭代。

其语法为:

if (test_condition) {
next
}

注意next语句也可以在if...else语句的else分支内使用。

其流程图为:

来看个例子:

x <- 1:5
for (val in x) {
if (val == 3){
next
}
print(val)
}

输出为:

[1] 1
[1] 2
[1] 4
[1] 5

在上面的示例中,我们在条件语句内使用next语句来检查该值是否等于3

如果该值等于3,则当前迭代停止,不会执行后面的代码,因此当前不会打印值,但循环会继续进行下一次迭代。

上述例子的结果反映了这种情况。

6. repeat 循环

repeat循环用于多次迭代代码块。

repeat循环中没有条件检查来退出循环。因此我们必须自己将一个条件显式地放入循环体中,并使用break语句退出循环。如果不这样做,将导致无限循环。

其语法为:

repeat {
statement
}

其流程图为:

来看个例子:

x <- 1
repeat {
print(x)
x = x+1
if (x == 6) {
break
}
}

输出为:

[1] 1
[1] 2
[1] 3
[1] 4
[1] 5

在上面的示例中,我们使用了一个条件来检查并在x取值为6时退出循环。

因此,我们在输出中看到仅打印15的值。

今天的内容就到此为止,介绍了R中的条件和循环语句,希望对大家有点帮助。


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