Лекція 5. Управління виконанням команд

       Зазвичай команди в R виконуються послідовно, з початку програмного коду до кінця. Однак бувають випадки, коли деякі команди потрібно виконати кілька разів, а інші – тільки за певних умов. У такій ситуації необхідно використовувати спеціальні конструкції для управління порядком виконання команд.

       В R реалізовані стандартні конструкції такого типу, як і в будь-якій іншій сучасній мові програмування. Спочатку ми розглянемо конструкції, що забезпечують виконання команд умови, а потім – конструкції, які використовуються для циклічного виконання команд.

Повторення і цикли

       Циклічність (англ. “Looping”) відкрито Адою Лавлейс під час її роботи з Беббіджом над першим програмованим комп’ютером “Аналітичний двигун”, що був накреслений в XIX ст., проте так і не побудований.

       Циклічність операцій – це будь-який набір операцій, що повторюється неодноразово. У багатьох випадках аналізу може виникати повторювана група одного або більше циклів, тобто цикл циклу, або цикл циклів. Контрольований потік операцій – це те, що робить комп’ютер значно кориснішим, ніж калькулятори для виконання математичних алгоритмів.

       Циклічні конструкції багаторазово виконують одну і ту ж команду або набір команд, допоки не буде виконано задана умова. До таких конструкцій відносять for і while

For

       Циклічна конструкція for повторно виконує певну команду, поки значення змінної буде міститися в наперед заданій послідовності. Синтаксис є таким:

for(var in seq) condition

       У наведеному нижче прикладі слово Hello буде надруковано 10 разів:

for(i in 1:10)
  print("Hello")

while

       Циклічна конструкція while повторно виконує команду, поки задана умова не перестане бути істинною. Загальний вигляд застосування конструкції такий:

while(condition) statement

       Програмний код

i <- 10
while(i>0) {
  print("Hello");
  i <- i - 1
}

знову надрукує слово Hello 10 разів. Переконайтеся, що твердження всередині дужок так змінюють умову, що рано чи пізно воно перестане бути істинним – інакше цикл ніколи не завершиться! В попередньому прикладі твердження

i <- i - 1

віднімає 1 з об’єкта i під час виконання кожного циклу, так що після десятого циклу воно вже не буде більше за 0. Якби ви, навпаки, додавали одиницю після кожного циклу, то R ніколи б не закінчила вітати вас. Ось чому while може бути більш небезпечним за інші циклічні конструкції.

       Проте, цикли в мові R можуть бути неефективними, а їхнє виконання займатиме багато часу. Тому за роботою з великими масивами даних доцільно використовувати вбудовані в R числові й текстові функції в поєднанні з функціями сімейства apply. Докладніше роботу з функціями буде розглянуто на наступній лекції.

Виконання за умови

       Виконання за умови означає, що команди виконуються тільки у разі досягнення певної умови. До таких конструкцій належатьifelse, ifelse і switch.

if-else

       Керувна конструкція if-else виконує команду, якщо правильно задана умова. В якості опції інша команда може виконуватися, якщо задана умова виявиться невірною. Синтаксис такий:

if(condition) statement
if(condition) statement1 else statement2

       Розглянемо такі приклади:

if(is.character(grade)) 
  grade <- as.factor(grade);
if(!is.character(grade))
  grade <- as.factor(grade);
else
  print("Змінна grade – не фактор")

       У першому випадку, якщо змінна grade – текстовий вектор, вона перетвориться на фактор. У другому випадку виконується одна з двох команд: якщо змінна grade – не є фактором (зверніть увагу на символ!), то вона перетвориться на нього. Якщо ж ця змінна – фактор, то на екран виводиться повідомлення про це.

ifelse

       Конструкція ifelse – компактна і векторизована версія конструкції if-else. Синтаксис такий:

ifelse(condition, statement1, statemenet2)

       Перша команда виконується, якщо умова condition істинна. Якщо умова помилкова, виконується друга команда. Ось приклади:

ifelse(score > 0.5, print("Здав!"), print("Провалився!"))
outcome <- ifelse(score > 0.5, "Провалився!", "Здав!")

       Використовуйте цю конструкцію, якщо вам потрібно розділити дані на дві категорії або оперувати векторами.

switch

      Конструкція switch вибирає команди залежно від значення, яке приймає вираз. Синтаксис такий:

switch (expression,...)

       Три крапки позначають команди, що відповідають можливим значенням expression. Найлегше зрозуміти роботу даної конструкції на прикладі наведеного нижче програмного коду.

feelings <- c("sadness", "fear")
for(i in feelings)
  print(switch(i, happyness="I'm glad you're happy!",
               fear="There is nothing to fear about!",
               sadness="Cheer up!",
               anger="Calm down."))

       Це надуманий приклад, проте він демонструє основні принципи застосування цієї конструкції. Ви дізнаєтеся як її використовувати в створених користувачем функціях на наступній лекції.