R言語プログラミング：基本演算子・初等関数

基本演算（算術演算子、比較演算子、論理演算子）
初等関数

をソースコードを用い紹介する。記載しているソースは、R Console上や EclipseでR-Scriptとして、そのまま実行可能である。

R Consoleでの実行例　　(Rのインストール・環境設定はこちら)

EclipseでのR-Scriptとしての実行例　　(RをEclipseで実行するための方法はこちら)

算術演算子

算術演算は、integer(整数), numerical(実数), complex(複素数)のScalar、および、Vector(ベクトル), matrix(マトリクス), data.frame(データフレーム), array(配列), list(リスト)に対し、適用可能である。

（※Rのデータ型については次を参照： R言語プログラミング：データ型・操作）

演算	演算子	例
加算	+	a+b
減算	-	a-b
乗算	*	a*b
除算	/	a/b
べき算	^	a^b
整数除算	%/%	a%/%b
剰余	%%	a%%b

Vector(ベクトル)の場合の例を以下に示す。

a<-c(5,6,7,8) # vector a
b<-c(1,2,3,4) # vector b

a+b #加算
a-b #減算
a*b #乗算
a/b #除算
a^b #べき算
a%/%b #整数除算(商)

実行結果

> a<-c(5,6,7,8) # vector a
> b<-c(1,2,3,4) # vector b
> 
> a+b #加算
[1]  6  8 10 12
> a-b #減算
[1] 4 4 4 4
> a*b #乗算
[1]  5 12 21 32
> a/b #除算
[1] 5.000000 3.000000 2.333333 2.000000
> a^b #べき算
[1]    5   36  343 4096
> a%/%b #整数除算(商)
[1] 5 3 2 2
> a%%b #剰余
[1] 0 0 1 0

算術演算に関する優先順位規則は以下。

括弧
べき算
整数除算と剰余
乗算と除算
加算と減算

比較演算子

演算	演算子	例	第１引数	第２引数	返り値
より大きい	>	a>b	比較可能ベクトル	比較可能ベクトル	比較可能ベクトル
より小さい		a＜b	比較可能ベクトル	比較可能ベクトル	比較可能ベクトル
以上	>=	a>=b	比較可能ベクトル	比較可能ベクトル	比較可能ベクトル
以下	<=	a<=b	比較可能ベクトル	比較可能ベクトル	比較可能ベクトル
等しい	==	a==b	比較可能ベクトル	比較可能ベクトル	比較可能ベクトル
等しくない	!=	a!=b	比較可能ベクトル	比較可能ベクトル	比較可能ベクトル

a<-c(1,3,4,7) # vector a
b<-c(2,3,5,6) # vector b

a>b  #より大きい
a<b  #より小さい
a>=b #以上
a<=b #以下
a==b #等しい
a!=b #等しくない

実行結果

> a<-c(1,3,4,7) # vector a
> b<-c(2,3,5,6) # vector b
> 
> a>b  #より大きい
[1] FALSE FALSE FALSE  TRUE
> a<b  #より小さい
[1]  TRUE FALSE  TRUE FALSE
> a>=b #以上
[1] FALSE  TRUE FALSE  TRUE
> a<=b #以下
[1]  TRUE  TRUE  TRUE FALSE
> a==b #等しい
[1] FALSE  TRUE FALSE FALSE
> a!=b #等しくない
[1]  TRUE FALSE  TRUE  TRUE

論理演算子

演算	演算子	例	第１引数	第２引数	返り値
否定	!	!(x)	論理値ベクトル	論理値ベクトル	論理値ベクトル
論理積	&&	x && y	論理値ベクトル	論理値ベクトル	論理値
論理和	\|		x \|\| y	論理値ベクトル	論理値ベクトル	論理値
ベクトル化論理積	&	x & y	論理値ベクトル	論理値ベクトル	論理値ベクトル
ベクトル化論理和	\|	x \| y	論理値ベクトル	論理値ベクトル	論理値ベクトル
排他的論理和	xor	xor(x,y)	論理値ベクトル	論理値ベクトル	論理値ベクトル

x<-c(TRUE,TRUE,FALSE,FALSE) # 論理値 vector x
y<-c(FALSE,TRUE,TRUE,TRUE)  # 論理値 vector y

x # xを表示
y # yを表示

!x   #否定
x && y #論理積
x || y #論理和
x & y  #ベクトル化論理積
x | y  #ベクトル化論理和
xor(x, y) #排他的論理和

実行結果

> x<-c(TRUE,TRUE,FALSE,FALSE) # 論理値 vector x
> y<-c(FALSE,TRUE,TRUE,TRUE)  # 論理値 vector y
> 
> x # xを表示
[1]  TRUE  TRUE FALSE FALSE
> y # yを表示
[1] FALSE  TRUE  TRUE  TRUE
> 
> !x   #否定
[1] FALSE FALSE  TRUE  TRUE
> x && y #論理積
[1] FALSE
> x || y #論理和
[1] TRUE
> x & y  #ベクトル化論理積
[1] FALSE  TRUE FALSE FALSE
> x | y  #ベクトル化論理和
[1] TRUE TRUE TRUE TRUE
> xor(x, y) #排他的論理和
[1]  TRUE FALSE  TRUE  TRUE

※if文の引数がベクトルのときは、第一成分目のみが判定に用いられる。

初等関数

またRには次の初等関数も用意されている。
Vectorの場合の実行例もともに示す。

演算	演算子	例
絶対値	abs	abs(a)
自然指数	exp	exp(a)
平方根	sqrt	sqrt(a)
自然対数	log	log(a)
常用対数	log10	log10(a)
四捨五入	round	round(a,3)
三角関数	cos,sin,tan	cos(a),cos(a),tan(a)
逆三角関数	acos,asin,atan	acos(a),asin(a),atan(a)

a<-c(-2,-1,1,2)
abs(a) #絶対値
exp(a) #自然指数

b<-c(1,2,3,4)
sqrt(b) #平方根
log(b) #自然対数
log10(b) #常用対数

c<-c(0.1,0.12,0.123,0.1234)
round(c,2) #四捨五入

d<-c(0,pi/2,pi)
sin(d)#正弦関数
cos(d)#余弦関数
tan(d)#正接関数

e<-c(0,0.5,1)
asin(e)#逆正弦関数
acos(e)#逆余弦関数
atan(e)#逆正接関数

実行結果

> a<-c(-2,-1,1,2)
> abs(a) #絶対値
[1] 2 1 1 2
> exp(a) #自然指数
[1] 0.1353353 0.3678794 2.7182818 7.3890561
> 
> b<-c(1,2,3,4)
> sqrt(b) #平方根
[1] 1.000000 1.414214 1.732051 2.000000
> log(b) #自然対数
[1] 0.0000000 0.6931472 1.0986123 1.3862944
> log10(b) #常用対数
[1] 0.0000000 0.3010300 0.4771213 0.6020600
> 
> c<-c(0.1,0.12,0.123,0.1234)
> round(c,2) #四捨五入
[1] 0.10 0.12 0.12 0.12
> 
> d<-c(0,pi/2,pi)
> sin(d)#正弦関数
[1] 0.000000e+00 1.000000e+00 1.224606e-16
> cos(d)#余弦関数
[1]  1.000000e+00  6.123032e-17 -1.000000e+00
> tan(d)#正接関数
[1]  0.000000e+00  1.633178e+16 -1.224606e-16
> 
> e<-c(0,0.5,1)
> asin(e)#逆正弦関数
[1] 0.0000000 0.5235988 1.5707963
> acos(e)#逆余弦関数
[1] 1.570796 1.047198 0.000000
> atan(e)#逆正接関数
[1] 0.0000000 0.4636476 0.7853982

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