2024-06-16

生信数据处理好帮手：dplyr助你一臂之力！

小花生信果 2023-09-26 19:00:18

转自公众号：生信花
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在生物信息学中，数据处理是非常重要的一环。为了方便进行数据操作和处理，R语言提供了许多强大的包，其中之一就是dplyr包。dplyr包是一个功能强大且易于使用的数据操作包，它提供了一组简洁、一致且易于记忆的函数，用于对数据进行筛选、排序、整理和汇总等操作。下面小花将通过一个实例来介绍如何使用dplyr包进行数据处理，感兴趣的话就和小花一起看下去吧！

了解dplyr

在生物信息学中，dplyr包常常用于对基因表达数据、单细胞转录组数据等进行数据处理和分析。以下是dplyr包在生物信息学中的一些常见应用：

1.数据过滤：使用dplyr的filter()函数可以根据特定条件筛选出感兴趣的基因或样本。例如，可以筛选出差异显著的基因来进行后续分析。

2.数据选择和重命名：使用dplyr的select()函数可以选择感兴趣的列，比如选择特定基因的表达水平。同时，还可以使用rename()函数对列进行重命名，方便后续分析和可视化。

3.数据整理：使用dplyr的mutate()函数可以创建新列，例如计算基因的表达比例或加入其他注释信息。使用arrange()函数可以对数据按特定列进行排序，例如按照基因表达水平排序。

4.数据聚合和汇总：使用dplyr的group_by()函数可以将数据按照特定变量进行分组，然后使用summarize()函数计算每个组的摘要统计量，如平均值、中位数等。这在分析不同条件下的基因表达差异时非常有用。

5.数据合并和连接：使用dplyr的bind_rows()和bind_cols()函数可以将不同样本或实验的数据合并成一个大的数据框，方便后续分析。此外，使用left_join()、inner_join()等函数可以根据共享的列将多个数据框连接起来。

这只是dplyr包在生物信息学中的一些常见应用，实际上，dplyr还提供了更多强大而灵活的功能，可以帮助研究人员进行高效的数据处理和分析，从而更好地理解和解释生物学数据。

dplyr处理数据

加载R包与数据准备

首先，我们需要加载dplyr包，这两个包包含了许多用于数据处理的函数。

library(dplyr)

接下来，我们可以使用dplyr包自带的starwars数据集来演示dplyr包的使用，同学们可以根据自己的学习情况替换成自己感兴趣的数据哦！

我们可以先来查看一下starwars数据集中的数据：

starwars

查看starwars数据集的类型，可以使用以下代码：

class(starwars)

查看starwars数据集的字段名：

colnames(starwars)

查看starwars数据集的大小，即行数和列数：

dim(starwars)

在生物信息学中，我们通常需要对数据进行筛选、排序和整理等操作。下面将介绍一些dplyr包中常用的函数。

筛选数据：filter()

筛选数据是根据某些条件选择特定行或列的过程。在dplyr包中，可以使用filter()函数来筛选数据。以下是一些示例：

# 筛选出height为150的行filter(starwars, height == 150)
# 筛选出sex为female的行filter(starwars, sex == 'female')
# 筛选出skin_color为light并且height等于150的行filter(starwars, skin_color == 'light' & height == 150)
# 筛选出skin_color为light或者height等于150的行filter(starwars, skin_color == 'light' | height == 150)

排序数据：arrange()

排序数据是根据某一列的值对数据进行升序或降序排列的过程。在dplyr包中，可以使用arrange()函数来排序数据。以下是一些示例：

# 升序排列arrange(starwars, height)
# 降序排列arrange(starwars, -height)
# 降序排列，使用desc()函数arrange(starwars, desc(height))

整理数据：mutate()

在生物信息学中，有时我们需要添加新的列或修改现有列来进行进一步分析。在dplyr包中，可以使用mutate()函数来实现这个功能。以下是一些示例：

# 添加两列：ht_m将身高数据除以100，color列连接skin_color和eye_color两列mutate(starwars, ht_m = height/100, color = paste(skin_color, eye_color, sep = "_"))
# 计算新列ht_m和color，并返回仅包含新列的对象transmute(starwars, ht_m = height/100, color = paste(skin_color, eye_color, sep = "_"))

汇总数据：summarise()

在生物信息学中，我们经常需要计算数据的统计量，如均值、标准差、最大值等。在dplyr包中，可以使用summarise()函数来实现这个功能。以下是一些示例：

# 返回数据中height的均值summarise(na.omit(starwars), mean(height))
# 返回数据中height的标准差summarise(na.omit(starwars), sd(height))
# 返回数据中height的最大值和最小值summarise(na.omit(starwars), max(height), min(height))
# 返回starwars数据框的行数summarise(starwars, n())
# 返回sex去重后的个数summarise(starwars, n_distinct(sex))
# 返回height的第一个值summarise(starwars, first(height))
# 返回height的最后一个值summarise(starwars, last(height))