Funciones

Definicion de funciones en R

El lenguaje R hace uso de múltiples funciones: las mismas se encuentran pre-instaladas por defecto, o se pueden descargar de librerías específicas programadas para el trabajo en diversas áreas. En el práctico de la semana pasada, por ejemplo, se trabajó con funciones de la librería seqinr, las cuales facilitan el trabajo con secuencias biológicas en este lenguaje.

El usuario de R puede a su vez definir sus propias funciones. Esto es de gran utilidad: si se define una función que realiza una función dada, no es necesario reescribir el código que lleva a cabo este conjunto de acciones cada vez que se quiere realizar las mismas sobre diferentes variables.

Una función queda definida en R por dos elementos principales: el conjunto de elementos sobre los que opera (sus argumentos), y el código en el cual se especifica el conjunto de acciones que realiza dicha función. Al igual que en el caso de loops, el código de una función queda delimitado a través del uso de llaves.

A continuación se muestra un código simple para ilustrar estos conceptos, donde se define una función sencilla. La misma toma un número y devuelve el resultado de multiplicar el mismo por cuatro.

    # Se define la funcion multiplica_por_cuatro, la cual tiene como argumento un numero.
    multiplica_por_cuatro = function(numero){
    # se guarda el resultado de multiplicar a la variable numero por 4
    resultado <- numero * 4
    # se devuelve al usuario el resultado
    return(resultado)
    }
    
    # se utiliza la funcion con diferentes numeros, y se guardan los resultados en 
    # variables
    resultado_1 = multiplica_por_cuatro(numero = 1)
    resultado_3 = multiplica_por_cuatro(numero = 3)
    
    resultado_1

## [1] 4

    resultado_3

## [1] 12

Algo a destacar es que los argumentos de una función son representados por variables (en este caso la variable numero, las cuales son empleadas para representar a estos argumentos en el código de la función.

En el caso anterior la funcion multiplica_por_cuatro siempre devuelve el resultado de multiplicar el argumento numero por cuatro. A continuación se muestra una función más flexible, donde el usuario puede pasar como argumento el número por el cual quiere multiplicar a otro número

    # se define una nueva funcion, que toma como argumentos dos numeros y los multiplica.
    multiplica = function(numero_1, numero_2){
    # se guarda el resultado de multiplicar ambos numeros
    resultado <- numero_1 * numero_2
    # se devuelve al usuario el resultado
    return(resultado)
    }
    
    # se utiliza la funcion con diferentes numeros, y se guardan los resultados en 
    # variables
    resultado_1 = multiplica(numero_1 = 2, numero_2 = 5)
    resultado_2 = multiplica(numero_1 = 3, numero_2 = 17)
    
    resultado_1

## [1] 10

    resultado_2

## [1] 51

Ejercicio 1

Defina funciones que realicen las siguientes tareas:

a) Tome como argumento a un nombre e imprima a pantalla un saludo

saluda  = function(nombre){
  return(paste('Hola', nombre))
}

saluda('Miguel')

## [1] "Hola Miguel"

saluda('Sofia')

## [1] "Hola Sofia"

b) Dado un número, compute su raíz cuadrada.

Nota: En caso de que el argumento no sea numerico, devuelva al usuario un mensaje.

raiz_cuadrada = function(numero){
  # Generamos un control de que la variable dada sea de tipo numerico
  if(class(numero) != 'numeric'){
    stop('Por favor, de un numero')
  }
  
  raiz_cuadrada = numero^(0.5)
  return(raiz_cuadrada)
}

raiz_cuadrada(4)

## [1] 2

raiz_cuadrada('4')

## Error in raiz_cuadrada("4"): Por favor, de un numero

c) Dado un número, compute su raíz cuadrada. Si el número no es entero, redondee primero y luego devuelva la raíz

Nota: puede usar la función round().

raiz_cuadrada_redondeando = function(numero){
  # Generamos un control de que la variable dada sea de tipo numerico
  if(class(numero) != 'numeric'){
    stop('Por favor, de un numero')
  }
  
  # evaluamos si el numero es entero
  resto = numero %% 1
  
  if(resto != 0){
    numero = round(numero)
    raiz_cuadrada = numero^(0.5)
    return(raiz_cuadrada)
  }
  else {
    raiz_cuadrada = numero^(0.5)
    return(raiz_cuadrada)
  }
}

raiz_cuadrada_redondeando(4)

## [1] 2

raiz_cuadrada_redondeando(4.3)

## [1] 2

d) Dados dos vectores, uno con nombres y otro con números de teléfono, se devuelva un data.frame con los mismos. El mismo deberá indexar a dichas personas con números (ver ejemplo a continuación). Considere, ademas, que se realice la operacion si poseen igual largo los vectores.

guia_telefonica = function(personas, telefonos){
  if(length(personas) != length(telefonos)){
    stop('La cantidad de personas o telefonos es insuficiente')
  }
  
  guia = data.frame('Numero' = 1:length(personas), 'Nombre' = personas, 'Telefono' = telefonos)
  return(guia)
}

nombres = c('Juan', 'Sofia', 'Mario', 'Veronica')
tel = c('22222222', '1111111', '4444444', '5555555')

guia_telefonica(personas = c('Jorge', 'Maria'), telefonos = '222222')

## Error in guia_telefonica(personas = c("Jorge", "Maria"), telefonos = "222222"): La cantidad de personas o telefonos es insuficiente

guia_telefonica(personas = nombres, telefonos = tel)

##   Numero   Nombre Telefono
## 1      1     Juan 22222222
## 2      2    Sofia  1111111
## 3      3    Mario  4444444
## 4      4 Veronica  5555555

Ejercicio 2

a) Defina una función que, dado un conjunto de números, devuelva el mayor de los mismos.

ordenador = function(numeros){
  # ordeno los numeros
  ordenados = sort(numeros)
  # obtengo el largo de la lista
  index_ultimo = length(ordenados)
  # obtengo el mayor de los valores
  mayor = ordenados[index_ultimo]
  # devuelvo al usuario el valor
  return(mayor)
}

secuencia = c(2,5,100,65,3,21,3)

ordenador(secuencia)

## [1] 100

b) Cree una función que, dada una palabra, de la posición de sus letras en un diccionario. La palabra “vaca” da como resultado, entonces, el vector [22, 1, 3, 1]

Nota: utilice el vector letters (que se encuentra por defecto en R) y la funcion s2c() de la libreria seqinr.

indexa_letras = function(palabra){
  # cargamos libreria seqinr
  library(seqinr)
  # llevamos la palabra de secuencia a caracteres
  caracteres = seqinr::s2c(palabra)
  resultado = sapply(X = caracteres, FUN = function(x) {grep(pattern = x, letters)})
  return(resultado)
}

indexa_letras('vaca')

##  v  a  c  a 
## 22  1  3  1

c) Defina una función que, dada una palabra, la devuelva en mayúscula. Llame a la función creada en b) para esto, y el vector LETTERS.

indexa_letras = function(palabra){
  # cargamos libreria seqinr
  library(seqinr)
  # llevamos la palabra de secuencia a caracteres
  caracteres = seqinr::s2c(palabra)
  resultado = sapply(X = caracteres, FUN = function(x) {grep(pattern = x, letters)})
  return(resultado)
}

mayuscula = function(palabra){
  # cargamos libreria seqinr
  library(seqinr)
  # llevamos la palabra de secuencia a caracteres
  caracteres = seqinr::s2c(palabra)
  # buscamos la locacion de la primer letra en el diccionario
  index_inicial = indexa_letras(caracteres[1])
  # reemplazamos esta letra por su correspondiente en LETTERS
  caracteres[1] = LETTERS[index_inicial]
  # volvemos a secuencia el conjunto de caracteres
  resultado = c2s(caracteres)
  return(resultado)
}

mayuscula('buey')

## [1] "Buey"

Loops

La estructura de un for loop en R es similar a la encontrada en otros lenguajes (como Bash): i) se define un conjunto de elementos sobre los cuales se van a realizar acciones, ii) se define una variable con la cual se hace referencia a estos elementos y iii) se escriben las acciones a realizarse en el loop, las cuales están delimitadas en un bloque.

A continuación se muestra un for loop sencillo. En el mismo se toma un conjunto de números (i.e. los números del 1 al 5), se les suma un número y se guarda el resultado en un vector previamente definido.

# Se define el vector en el que se depositaran los resultados
resultados <- c()

# Se declara que se realizara el for loop sobre los elementos del vector 1:5 
#(numeros del 1 al 5).

# A su vez se define la variable i, que representara a estos numeros 
# en el loop
for (i in 1:5) {
    # Al numero i se le suma 3, y se deposita el resultado en el 
    # i-esimo elemento del vector resultados
    resultados[i] <- i + 3
}

En este caso, al comenzar el loop la variable i tomará en primer lugar el valor de 1. El resultado de sumar a este número 3 (lo cual se realiza en el bloque de acciones a realizarse en el loop) es guardado en el i-esimo elemento del vector resultados (es decir, su primer elemento).

Algo a destacar es el uso de las llaves (i.e. {} para delimitar el loop: estos cumplen un rol análogo al que cumplen las palabras do y done en el lenguaje Bash, ayudando a delimitar el bloque de acciones que se ejecutará durante el loop.

Otra forma de escribir el loop descrito arriba sería la siguiente:

# Se define el vector en el que se depositaran los resultados
resultados <- c()
# Se define el vector de numeros del 1 al 5
numeros <- 1:5
# Se declara que se realizara el for loop sobre los elementos 
# del vector numeros.
# A su vez se define la variable i, que representara a estos numeros 
# en el loop
for (i in 1:length(numeros)) {
    # Al numero i se le suma 3, y se deposita el resultado en el 
    # i-esimo elemento del vector resultados
    resultados[i] <- numeros[i] + 3
}

En esta versión no se hace referencia directa a los números, si no que se realizan operaciones sobre los mismos a partir de los índices que tienen en el vector numeros (definido de forma previa al loop). La variable i toma, entonces, los valores desde 1 a length(numeros) (el largo del vector numeros), recorriendo asi los índices de los elementos que componen el vector. Estos índices son usados para llamar a los elementos del mismo, lo cual se ve en el uso de la expresión numeros[i].

Ejercicio 1

a) Elija alguna de las funciones que definió en la primer sección del práctico. Aplique la misma sobre un conjunto de valores.

numeros = c(1,5,4,3,8,6)

for (i in 1:length(numeros)) {
  raiz_cuadrada(numeros[i])
}

b) Modifique este loop para almacenar los resultados en otro vector.

numeros = c(1,5,4,3,8,6)
resultado = c()
for (i in 1:length(numeros)) {
  resultado[i] = raiz_cuadrada(numeros[i])
}

c) Realice la misma operación, pero valiendose de una función del tipo *apply().

numeros = c(1,5,4,3,8,6)

sapply(X = numeros, FUN = raiz_cuadrada) -> resultado

Ejercicio 2

En el archivo pedidoMesaUno.lista se encuentra una tabla que muestra el pedido que hizo un conjunto de personas en un bar montevideano.

Los precios de los productos se encuentran en la tabla alojada en el archivo carta.lista.

Utilizando un loop, obtenga:

a) Un data frame que represente a la cuenta. En la misma se debe detallar lo que debe pagar cada cliente.

b) Una variable en donde se aloje el total de la cuenta a pagar por la mesa.

Nota: en caso de leer los archivos mencionados con la función read.table(), introduzca como argumento stringsAsFactors = FALSE. De lo contrario se leerán las columnas de la tabla como factores.

pedidosDeLaMesa <- read.table("pedidoMesaUno.lista", stringsAsFactors = FALSE)
carta <- read.table("carta.lista")
pagoPorPersona <- c()
largoPedido <- length(pedidosDeLaMesa$Pedido)
for (i in 1:largoPedido) {
        itemPedidoPorPersona <- pedidosDeLaMesa$Pedido[i]
        filaDelItemEnCarta <- (carta$Comidas.y.Bebidas == itemPedidoPorPersona)
    precioDelItem <- carta$Precio[filaDelItemEnCarta]   
    pagoPorPersona[i] <- precioDelItem
}
# devolvemos la cuenta
cuenta <- data.frame("Cliente" = pedidosDeLaMesa$Cliente, "A Pagar" = pagoPorPersona)
cuenta

##       Cliente A.Pagar
## 1    S. Lopez     170
## 2    I. Perez     100
## 3 A. Gonzalez     285
## 4 M. Martinez     190
## 5    H. Silva     130
## 6  F. Gimenez     310
## 7   R. Castro     340
## 8 J. Gonzalez     210

# devolvemos el total
total = sum(cuenta$"A.Pagar")
total

## [1] 1735

Práctico 11

Funciones y Loops en R - Soluciones

Funciones

Ejercicio 1

Ejercicio 2

Loops

Ejercicio 1

Ejercicio 2