R - JSON Файлы: Пособие для Начинающих

Здравствуйте, будущие маги R! Сегодня мы отправимся в увлекательное путешествие в мир JSON файлов и узнаем, как работать с ними в R. Не волнуйтесь, если вы никогда раньше не программировали – я буду вашим доброжелательным проводником в этом приключении, как и для countless студентов за годы моего преподавания. Итак, погружаемся!

R - JSON Files

Что такое JSON?

Прежде чем мы начнем, быстро разберемся, что такое JSON. JSON означает JavaScript Object Notation. Это легковесный формат данных, который легко читается и пишется людьми, и легко парсится и генерируется машинами. Представьте его как способ хранения информации в структурированном, организованном виде – как очень аккуратный цифровой файловый ящик!

Установка пакета rjson

Чтобы работать с JSON файлами в R, нам needed особый инструмент. В мире R мы называем эти инструменты "пакетами". Пакет, который мы будем использовать, называется "rjson". Давайте установим его!

install.packages("rjson")
library(rjson)

Когда вы выполните эти строки, R пойдет в интернет, скачает пакет rjson и подготовит его к использованию. Это как если бы вы пошли в цифровой ящик инструментов и взяли идеальный инструмент для нашей работы!

Ввод данных

Теперь, когда у нас есть наш инструмент, давайте посмотрим на некоторые данные. Представим, что у нас есть JSON файл под названием "students.json" с информацией о некоторых студентах. Он может выглядеть так:

{
"students": [
{
"name": "Alice",
"age": 20,
"major": "Computer Science"
},
{
"name": "Bob",
"age": 22,
"major": "Mathematics"
},
{
"name": "Charlie",
"age": 21,
"major": "Physics"
}
]
}

Этот JSON файл содержит массив студентов, где каждый студент имеет имя, возраст и специальность. Это как迷你-база данных нашей группы!

Чтение JSON файла

Теперь давайте прочтем этот JSON файл в R. Мы будем использовать функцию fromJSON() из пакета rjson:

json_data <- fromJSON(file = "students.json")

Эта строка tells R для чтения файла "students.json" и хранения его содержимого в переменной json_data. Это как если бы мы вылили содержимое нашего JSON файла в контейнер в R.

Давайте посмотрим, что у нас получилось:

print(json_data)

Вы должны увидеть что-то вроде этого:

$students
$students[[1]]
$students[[1]]$name
[1] "Alice"

$students[[1]]$age
[1] 20

$students[[1]]$major
[1] "Computer Science"

$students[[2]]
$students[[2]]$name
[1] "Bob"

$students[[2]]$age
[1] 22

$students[[2]]$major
[1] "Mathematics"

$students[[3]]
$students[[3]]$name
[1] "Charlie"

$students[[3]]$age
[1] 21

$students[[3]]$major
[1] "Physics"

Поздравляю! Вы только что прочли свой первый JSON файл в R!

Преобразование JSON в Фрейм данных

Хотя данные JSON теперь в R, они не в самом удобном формате для анализа. В R мы часто предпочитаем работать с чем-то называемым "фрейм данных". Это как таблица или электронная таблица. Давайте преобразуем наши данные JSON в фрейм данных:

students_df <- do.call(rbind, lapply(json_data$students, as.data.frame))

Ух! Это немного сложновато, не правда ли? Давайте разберем это:

json_data$students accessing "students" часть наших данных JSON.
lapply() applies функцию as.data.frame() к каждому студенту в списке.
do.call(rbind, ...) takes все эти индивидуальные фреймы данных и объединяет их в один большой фрейм данных.

Теперь давайте посмотрим на наш новый фрейм данных:

print(students_df)

Вы должны увидеть что-то вроде этого:

name age           major
1   Alice  20 Computer Science
2     Bob  22     Mathematics
3 Charlie  21         Physics

Намного лучше! Теперь у нас есть аккуратная таблица данных студентов.

Работа с фреймом данных

Теперь, когда у нас есть данные в фрейме данных, мы можем легко выполнять различные операции с ними. Вот несколько примеров:

Получить средний возраст студентов:

mean_age <- mean(students_df$age)
print(paste("Средний возраст студентов:", mean_age))

Найти всех студентов, изучающих определенный предмет:

cs_students <- students_df[students_df$major == "Computer Science", ]
print("Студенты, изучающие Компьютерные науки:")
print(cs_students)

Добавить новый столбец:

students_df$graduation_year <- 2023 + (22 - students_df$age)
print(students_df)

Заключение

И вот мы arrived! Мы прошли путь от установки пакета, через чтение JSON файла, до преобразования его в фрейм данных и выполнения некоторых базовых операций. Вы сделали свои первые шаги в мир манипуляции данными в R!

помните, как и любая навык, работа с JSON в R становится легче с практикой. Не бойтесь экспериментировать и пробовать новые вещи. Кто знает? Следующее большое открытие данных может быть у вас на кончиках пальцев!

Вот таблица, резюмирующая основные функции, которые мы использовали:

Функция	Пакет	Описание
`install.packages()`	base R	Устанавливает пакет
`library()`	base R	Загружает пакет
`fromJSON()`	rjson	Читает JSON файл
`do.call()`	base R	Конструирует и выполняет функцию вызова
`rbind()`	base R	Объединяет R объекты по строкам
`lapply()`	base R	Применяет функцию к списку или вектору
`as.data.frame()`	base R	Преобразует в фрейм данных
`mean()`	base R	Calculate arithmetic mean

Счастливого кодирования, и пусть ваши данные всегда будут аккуратными!

Credits: Image by storyset