Згенеруйте фіктивну змінну


86

У мене проблеми з генерацією таких фіктивних змінних у R:

Я аналізую щорічні дані часових рядів (часовий період 1948-2009). У мене є два запитання:

  1. Як згенерувати фіктивну змінну для спостереження №10, тобто для 1957 року (значення = 1 на 1957 рік і нуль в іншому випадку)?

  2. Як створити фіктивну змінну, яка дорівнює нулю до 1957 р. І приймає значення 1 з 1957 р. І далі до 2009 р.?

Відповіді:


113

Іншим варіантом, який може працювати краще, якщо у вас багато змінних, є factorі model.matrix.

> year.f = factor(year)
> dummies = model.matrix(~year.f)

Це буде включати стовпець перехоплення (усі) та один стовпець для кожного з років у вашому наборі даних, за винятком одного, який буде значенням за замовчуванням або перехоплення.

Ви можете змінити спосіб вибору "за замовчуванням", возившись з contrasts.argin model.matrix.

Крім того, якщо ви хочете пропустити перехоплення, ви можете просто опустити перший стовпець або додати +0в кінець формули.

Сподіваюся, це корисно.


4
що якщо ви хочете згенерувати фіктивні змінні для всіх (замість k-1) без перехоплення?
Fernando Hoces De La Guardia

1
зауважте, що model.matrix () приймає кілька змінних для перетворення в манекени: model.matrix (~ var1 + var2, data = df) Знову ж таки, просто переконайтеся, що вони є факторами.
slizb

3
Таблиця @Synergist (1: n, коефіцієнт). Де коефіцієнт - вихідна змінна, а n - її довжина
Фернандо Хосес Де Ла Гвардія

1
@Synergist, що таблиця - це матриця anxk з усіма змінними k-показника (замість k-1)
Фернандо Хосес Де Ла Гвардія

6
@FernandoHocesDeLaGuardia Ви можете видалити перехоплення з формули за допомогою + 0 або - 1. Таким чином, model.matrix(~ year.f + 0)буде давати фіктивні змінні без еталонного рівня.
Грегор Томас

60

Найпростіший спосіб створення цих фіктивних змінних - приблизно такий:

> print(year)
[1] 1956 1957 1957 1958 1958 1959
> dummy <- as.numeric(year == 1957)
> print(dummy)
[1] 0 1 1 0 0 0
> dummy2 <- as.numeric(year >= 1957)
> print(dummy2)
[1] 0 1 1 1 1 1

Більш загально, ви можете використовувати ifelseдля вибору між двома значеннями залежно від умови. Отже, якщо замість фіктивної змінної 0-1 з якихось причин ви хочете використовувати, скажімо, 4 та 7, ви можете використовувати ifelse(year == 1957, 4, 7).


49

Використання манекенів :: dummy () :

library(dummies)

# example data
df1 <- data.frame(id = 1:4, year = 1991:1994)

df1 <- cbind(df1, dummy(df1$year, sep = "_"))

df1
#   id year df1_1991 df1_1992 df1_1993 df1_1994
# 1  1 1991        1        0        0        0
# 2  2 1992        0        1        0        0
# 3  3 1993        0        0        1        0
# 4  4 1994        0        0        0        1

Можливо, додавання "fun = factor" у манекен функції може допомогти, якщо це значення змінної.
Філіппо Мацца

@FilippoMazza Я вважаю за краще зберігати їх як цілі числа, так, ми могли б встановити коефіцієнт, якщо потрібно.
zx8754

як видалити df1 перед кожною фіктивною назвою заголовка стовпця?
mike

@mike colnames (df1) <- gsub ("df1_", "", fixed = TRUE, colnames (df1))
zx8754

19

Пакет для цієї мети mlrвключає createDummyFeatures:

library(mlr)
df <- data.frame(var = sample(c("A", "B", "C"), 10, replace = TRUE))
df

#    var
# 1    B
# 2    A
# 3    C
# 4    B
# 5    C
# 6    A
# 7    C
# 8    A
# 9    B
# 10   C

createDummyFeatures(df, cols = "var")

#    var.A var.B var.C
# 1      0     1     0
# 2      1     0     0
# 3      0     0     1
# 4      0     1     0
# 5      0     0     1
# 6      1     0     0
# 7      0     0     1
# 8      1     0     0
# 9      0     1     0
# 10     0     0     1

createDummyFeatures падіння вихідної змінної.

https://www.rdocumentation.org/packages/mlr/versions/2.9/topics/createDummyFeatures
.....


1
Енріке, я намагався встановити пакет, але, здається, він не працює після створення бібліотеки (mlr). Я отримую таку помилку: «Помилка в loadNamespace (j <- i [[1L]], c (lib.loc, .libPaths ()), versionCheck = vI [[j]]): немає пакета під назвою 'ggvis 'Крім того: Попереджувальне повідомлення: пакет' mlr 'побудований під версією R 3.2.5 Помилка: не вдалося завантажити пакет або простір імен для' mlr '»
Літній чоловік у морі.

1
спочатку потрібно встановити 'ggvis'
Тед Мосбі,

17

Інші відповіді тут пропонують прямі шляхи виконання цього завдання - той, який багато моделей (наприклад lm) все одно зроблять для вас всередині. Тим не менше, ось способи зробити фіктивні змінні за допомогою популярних caretта recipesпакетів Макса Куна . Хоча вони дещо детальніші, вони обидва легко масштабуються до більш складних ситуацій і акуратно вписуються у свої відповідні рамки.


caret::dummyVars

З caret, відповідною функцією є dummyVars, яка має predictметод застосувати її до кадру даних:

df <- data.frame(letter = rep(c('a', 'b', 'c'), each = 2),
                 y = 1:6)

library(caret)

dummy <- dummyVars(~ ., data = df, fullRank = TRUE)

dummy
#> Dummy Variable Object
#> 
#> Formula: ~.
#> 2 variables, 1 factors
#> Variables and levels will be separated by '.'
#> A full rank encoding is used

predict(dummy, df)
#>   letter.b letter.c y
#> 1        0        0 1
#> 2        0        0 2
#> 3        1        0 3
#> 4        1        0 4
#> 5        0        1 5
#> 6        0        1 6

recipes::step_dummy

З recipes, відповідна функція step_dummy:

library(recipes)

dummy_recipe <- recipe(y ~ letter, df) %>% 
    step_dummy(letter)

dummy_recipe
#> Data Recipe
#> 
#> Inputs:
#> 
#>       role #variables
#>    outcome          1
#>  predictor          1
#> 
#> Steps:
#> 
#> Dummy variables from letter

Залежно від контексту витягніть дані за допомогою prepабо, bakeабо juice:

# Prep and bake on new data...
dummy_recipe %>% 
    prep() %>% 
    bake(df)
#> # A tibble: 6 x 3
#>       y letter_b letter_c
#>   <int>    <dbl>    <dbl>
#> 1     1        0        0
#> 2     2        0        0
#> 3     3        1        0
#> 4     4        1        0
#> 5     5        0        1
#> 6     6        0        1

# ...or use `retain = TRUE` and `juice` to extract training data
dummy_recipe %>% 
    prep(retain = TRUE) %>% 
    juice()
#> # A tibble: 6 x 3
#>       y letter_b letter_c
#>   <int>    <dbl>    <dbl>
#> 1     1        0        0
#> 2     2        0        0
#> 3     3        1        0
#> 4     4        1        0
#> 5     5        0        1
#> 6     6        0        1

11

Для варіанту використання, як представлено у питанні, ви також можете просто помножити логічну умову на 1(або, можливо, навіть краще, на 1L):

# example data
df1 <- data.frame(yr = 1951:1960)

# create the dummies
df1$is.1957 <- 1L * (df1$yr == 1957)
df1$after.1957 <- 1L * (df1$yr >= 1957)

що дає:

> df1
     yr is.1957 after.1957
1  1951       0          0
2  1952       0          0
3  1953       0          0
4  1954       0          0
5  1955       0          0
6  1956       0          0
7  1957       1          1
8  1958       0          1
9  1959       0          1
10 1960       0          1

Для випадків використання, як це представлено, наприклад, у відповідях @ zx8754 та @Sotos, є ще деякі варіанти, які ще не були розглянуті imo.

1) Зробіть власну make_dummiesфункцію

# example data
df2 <- data.frame(id = 1:5, year = c(1991:1994,1992))

# create a function
make_dummies <- function(v, prefix = '') {
  s <- sort(unique(v))
  d <- outer(v, s, function(v, s) 1L * (v == s))
  colnames(d) <- paste0(prefix, s)
  d
}

# bind the dummies to the original dataframe
cbind(df2, make_dummies(df2$year, prefix = 'y'))

що дає:

  id year y1991 y1992 y1993 y1994
1  1 1991     1     0     0     0
2  2 1992     0     1     0     0
3  3 1993     0     0     1     0
4  4 1994     0     0     0     1
5  5 1992     0     1     0     0

2) використовувати dcast-функцію з будь-якого або

 dcast(df2, id + year ~ year, fun.aggregate = length)

що дає:

  id year 1991 1992 1993 1994
1  1 1991    1    0    0    0
2  2 1992    0    1    0    0
3  3 1993    0    0    1    0
4  4 1994    0    0    0    1
5  5 1992    0    1    0    0

Однак це не спрацює, якщо в стовпці є повторювані значення, для яких потрібно створити манекени. У випадку, якщо потрібна певна функція агрегування, dcastа результат dcastнеобхідності злиття назад до оригіналу:

# example data
df3 <- data.frame(var = c("B", "C", "A", "B", "C"))

# aggregation function to get dummy values
f <- function(x) as.integer(length(x) > 0)

# reshape to wide with the cumstom aggregation function and merge back to the original
merge(df3, dcast(df3, var ~ var, fun.aggregate = f), by = 'var', all.x = TRUE)

що дає (зверніть увагу, що результат упорядковується відповідно до byстовпця):

  var A B C
1   A 1 0 0
2   B 0 1 0
3   B 0 1 0
4   C 0 0 1
5   C 0 0 1

3) використовувати spread-функцію відmutateвід)

library(dplyr)
library(tidyr)

df2 %>% 
  mutate(v = 1, yr = year) %>% 
  spread(yr, v, fill = 0)

що дає:

  id year 1991 1992 1993 1994
1  1 1991    1    0    0    0
2  2 1992    0    1    0    0
3  3 1993    0    0    1    0
4  4 1994    0    0    0    1
5  5 1992    0    1    0    0

10

Зазвичай я працюю з такими фіктивними змінними:

(1) як згенерувати фіктивну змінну для спостереження №10, тобто для 1957 року (значення = 1 на 1957 рік і нуль в іншому випадку)

data$factor_year_1 <- factor ( with ( data, ifelse ( ( year == 1957 ), 1 , 0 ) ) )

(2) як мені створити фіктивну змінну, яка дорівнює нулю до 1957 р. І приймає значення 1 з 1957 р. І далі до 2009 р.?

data$factor_year_2 <- factor ( with ( data, ifelse ( ( year < 1957 ), 0 , 1 ) ) )

Тоді я можу ввести цей фактор як фіктивну змінну в своїх моделях. Наприклад, щоб побачити, чи існує довгострокова тенденція в змінному y :

summary ( lm ( y ~ t,  data = data ) )

Сподіваюся, це допомагає!


7

Якщо ви хочете отримати фіктивні змінні K, замість K-1, спробуйте:

dummies = table(1:length(year),as.factor(year))  

Найкраще,


отриману таблицю не можна використовувати як data.frame. Якщо це проблема, скористайтеся, as.data.frame.matrix(dummies)щоб перекласти її в одну
sheß

7

Я прочитав це на форумі kaggle:

#Generate example dataframe with character column
example <- as.data.frame(c("A", "A", "B", "F", "C", "G", "C", "D", "E", "F"))
names(example) <- "strcol"

#For every unique value in the string column, create a new 1/0 column
#This is what Factors do "under-the-hood" automatically when passed to function requiring numeric data
for(level in unique(example$strcol)){
  example[paste("dummy", level, sep = "_")] <- ifelse(example$strcol == level, 1, 0)
}

5

Ця ifelseфункція найкраща для простої логіки, подібної цій.

> x <- seq(1950, 1960, 1)

    ifelse(x == 1957, 1, 0)
    ifelse(x <= 1957, 1, 0)

>  [1] 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
>  [1] 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0

Крім того, якщо ви хочете, щоб він повертав символьні дані, ви можете це зробити.

> x <- seq(1950, 1960, 1)

    ifelse(x == 1957, "foo", "bar")
    ifelse(x <= 1957, "foo", "bar")

>  [1] "bar" "bar" "bar" "bar" "bar" "bar" "bar" "foo" "bar" "bar" "bar"
>  [1] "foo" "foo" "foo" "foo" "foo" "foo" "foo" "foo" "bar" "bar" "bar"

Категоричні змінні з вкладанням ...

> x <- seq(1950, 1960, 1)

    ifelse(x == 1957, "foo", ifelse(x == 1958, "bar","baz"))

>  [1] "baz" "baz" "baz" "baz" "baz" "baz" "baz" "foo" "bar" "baz" "baz"

Це найпростіший варіант.


4

Інший спосіб - використовувати mtabulateз qdapToolsупаковки, тобто

df <- data.frame(var = sample(c("A", "B", "C"), 5, replace = TRUE))
  var
#1   C
#2   A
#3   C
#4   B
#5   B

library(qdapTools)
mtabulate(df$var)

що дає,

  A B C
1 0 0 1
2 1 0 0
3 0 0 1
4 0 1 0
5 0 1 0

2

Перетворіть ваші дані на data.table та використовуйте набір за допомогою фільтрації посилань та рядків

library(data.table)

dt <- as.data.table(your.dataframe.or.whatever)
dt[, is.1957 := 0]
dt[year == 1957, is.1957 := 1]

Приклад іграшки, що підтверджує концепцію:

library(data.table)

dt <- as.data.table(cbind(c(1, 1, 1), c(2, 2, 3)))
dt[, is.3 := 0]
dt[V2 == 3, is.3 := 1]

2

Це один вкладиш в основі R

model.matrix( ~ iris$Species - 1)

дає

    iris$Speciessetosa iris$Speciesversicolor iris$Speciesvirginica
1                    1                      0                     0
2                    1                      0                     0
3                    1                      0                     0
4                    1                      0                     0
5                    1                      0                     0
6                    1                      0                     0
7                    1                      0                     0
8                    1                      0                     0
9                    1                      0                     0
10                   1                      0                     0
11                   1                      0                     0
12                   1                      0                     0
13                   1                      0                     0
14                   1                      0                     0
15                   1                      0                     0
16                   1                      0                     0
17                   1                      0                     0
18                   1                      0                     0
19                   1                      0                     0
20                   1                      0                     0
21                   1                      0                     0
22                   1                      0                     0
23                   1                      0                     0
24                   1                      0                     0
25                   1                      0                     0
26                   1                      0                     0
27                   1                      0                     0
28                   1                      0                     0
29                   1                      0                     0
30                   1                      0                     0
31                   1                      0                     0
32                   1                      0                     0
33                   1                      0                     0
34                   1                      0                     0
35                   1                      0                     0
36                   1                      0                     0
37                   1                      0                     0
38                   1                      0                     0
39                   1                      0                     0
40                   1                      0                     0
41                   1                      0                     0
42                   1                      0                     0
43                   1                      0                     0
44                   1                      0                     0
45                   1                      0                     0
46                   1                      0                     0
47                   1                      0                     0
48                   1                      0                     0
49                   1                      0                     0
50                   1                      0                     0
51                   0                      1                     0
52                   0                      1                     0
53                   0                      1                     0
54                   0                      1                     0
55                   0                      1                     0
56                   0                      1                     0
57                   0                      1                     0
58                   0                      1                     0
59                   0                      1                     0
60                   0                      1                     0
61                   0                      1                     0
62                   0                      1                     0
63                   0                      1                     0
64                   0                      1                     0
65                   0                      1                     0
66                   0                      1                     0
67                   0                      1                     0
68                   0                      1                     0
69                   0                      1                     0
70                   0                      1                     0
71                   0                      1                     0
72                   0                      1                     0
73                   0                      1                     0
74                   0                      1                     0
75                   0                      1                     0
76                   0                      1                     0
77                   0                      1                     0
78                   0                      1                     0
79                   0                      1                     0
80                   0                      1                     0
81                   0                      1                     0
82                   0                      1                     0
83                   0                      1                     0
84                   0                      1                     0
85                   0                      1                     0
86                   0                      1                     0
87                   0                      1                     0
88                   0                      1                     0
89                   0                      1                     0
90                   0                      1                     0
91                   0                      1                     0
92                   0                      1                     0
93                   0                      1                     0
94                   0                      1                     0
95                   0                      1                     0
96                   0                      1                     0
97                   0                      1                     0
98                   0                      1                     0
99                   0                      1                     0
100                  0                      1                     0
101                  0                      0                     1
102                  0                      0                     1
103                  0                      0                     1
104                  0                      0                     1
105                  0                      0                     1
106                  0                      0                     1
107                  0                      0                     1
108                  0                      0                     1
109                  0                      0                     1
110                  0                      0                     1
111                  0                      0                     1
112                  0                      0                     1
113                  0                      0                     1
114                  0                      0                     1
115                  0                      0                     1
116                  0                      0                     1
117                  0                      0                     1
118                  0                      0                     1
119                  0                      0                     1
120                  0                      0                     1
121                  0                      0                     1
122                  0                      0                     1
123                  0                      0                     1
124                  0                      0                     1
125                  0                      0                     1
126                  0                      0                     1
127                  0                      0                     1
128                  0                      0                     1
129                  0                      0                     1
130                  0                      0                     1
131                  0                      0                     1
132                  0                      0                     1
133                  0                      0                     1
134                  0                      0                     1
135                  0                      0                     1
136                  0                      0                     1
137                  0                      0                     1
138                  0                      0                     1
139                  0                      0                     1
140                  0                      0                     1
141                  0                      0                     1
142                  0                      0                     1
143                  0                      0                     1
144                  0                      0                     1
145                  0                      0                     1
146                  0                      0                     1
147                  0                      0                     1
148                  0                      0                     1
149                  0                      0                     1
150                  0                      0                     1

1

Я використовую таку функцію (для data.table):

# Ta funkcja dla obiektu data.table i zmiennej var.name typu factor tworzy dummy variables o nazwach "var.name: (level1)"
factorToDummy <- function(dtable, var.name){
  stopifnot(is.data.table(dtable))
  stopifnot(var.name %in% names(dtable))
  stopifnot(is.factor(dtable[, get(var.name)]))

  dtable[, paste0(var.name,": ",levels(get(var.name)))] -> new.names
  dtable[, (new.names) := transpose(lapply(get(var.name), FUN = function(x){x == levels(get(var.name))})) ]

  cat(paste("\nDodano zmienne dummy: ", paste0(new.names, collapse = ", ")))
}

Використання:

data <- data.table(data)
data[, x:= droplevels(x)]
factorToDummy(data, "x")


0

Привіт, я написав цю загальну функцію, щоб створити фіктивну змінну, яка по суті копіює функцію заміни в Stata.

Якщо x - це кадр даних, це x, і я хочу викликати фіктивну змінну, aяка прийматиме значення, 1коли x$bприймає значенняc

introducedummy<-function(x,a,b,c){
   g<-c(a,b,c)
  n<-nrow(x)
  newcol<-g[1]
  p<-colnames(x)
  p2<-c(p,newcol)
  new1<-numeric(n)
  state<-x[,g[2]]
  interest<-g[3]
  for(i in 1:n){
    if(state[i]==interest){
      new1[i]=1
    }
    else{
      new1[i]=0
    }
  }
    x$added<-new1
    colnames(x)<-p2
    x
  }

0

Ми також можемо використовувати cSplit_eвід splitstackshape. Використовуючи дані @ zx8754

df1 <- data.frame(id = 1:4, year = 1991:1994)
splitstackshape::cSplit_e(df1, "year", fill = 0)

#  id year year_1 year_2 year_3 year_4
#1  1 1991      1      0      0      0
#2  2 1992      0      1      0      0
#3  3 1993      0      0      1      0
#4  4 1994      0      0      0      1

Щоб це працювало для даних, відмінних від числових, нам потрібно вказати typeяк "character"явно

df1 <- data.frame(id = 1:4, let = LETTERS[1:4])
splitstackshape::cSplit_e(df1, "let", fill = 0, type = "character")

#  id let let_A let_B let_C let_D
#1  1   A     1     0     0     0
#2  2   B     0     1     0     0
#3  3   C     0     0     1     0
#4  4   D     0     0     0     1
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.