R dendrogram 一般樹結構

說明

類"dendrogram" 提供處理tree-like 結構的通用函數。它旨在替代分層聚類和分類/回歸樹中的類似函數，以便所有這些都可以使用相同的引擎來繪製或切割樹。

用法

as.dendrogram(object, ...)
## S3 method for class 'hclust'
as.dendrogram(object, hang = -1, check = TRUE, ...)

## S3 method for class 'dendrogram'
as.hclust(x, ...)

## S3 method for class 'dendrogram'
plot(x, type = c("rectangle", "triangle"),
      center = FALSE,
      edge.root = is.leaf(x) || !is.null(attr(x,"edgetext")),
      nodePar = NULL, edgePar = list(),
      leaflab = c("perpendicular", "textlike", "none"),
      dLeaf = NULL, xlab = "", ylab = "", xaxt = "n", yaxt = "s",
      horiz = FALSE, frame.plot = FALSE, xlim, ylim, ...)

## S3 method for class 'dendrogram'
cut(x, h, ...)

## S3 method for class 'dendrogram'
merge(x, y, ..., height,
      adjust = c("auto", "add.max", "none"))

## S3 method for class 'dendrogram'
nobs(object, ...)

## S3 method for class 'dendrogram'
print(x, digits, ...)

## S3 method for class 'dendrogram'
rev(x)

## S3 method for class 'dendrogram'
str(object, max.level = NA, digits.d = 3,
    give.attr = FALSE, wid = getOption("width"),
    nest.lev = 0, indent.str = "",
    last.str = getOption("str.dendrogram.last"), stem = "--",
    ...)

is.leaf(object)

參數

object	任何R可以成為類之一的對象"dendrogram".
x, y	類 "dendrogram" 的對象。
hang	數字標量，指示如何根據其父母的高度計算葉子的高度；請參閱plot.hclust。
check	邏輯指示是否應檢查 object 的有效性。當已知 x 有效時(例如當它是 hclust() 的直接結果時)，不需要進行此檢查。默認為 check=TRUE ，例如用於防止無效輸入導致內存爆炸。
type	情節類型。
center	邏輯性；如果 TRUE ，則節點相對於分支中的葉子居中繪製。否則(默認)，將它們繪製在所有直接子節點的中間。
edge.root	邏輯性；如果為 true，則繪製一條到根節點的邊。
nodePar	用於節點的 list 繪圖參數(請參閱 points )或默認情況下 NULL ，它不會在節點處繪製符號。該列表可以包含名為 pch 、 cex 、 col 、 xpd 和/或 bg 的組件，每個組件的長度可以為 2，用於指定內部節點和葉的單獨屬性。請注意， pch 的默認值是 1:2 ，因此如果指定 nodePar ，您可能需要使用 pch = NA 。
edgePar	用於邊 segments 和標簽的 list 繪圖參數(如果有 edgetext )。該列表可能包含名為 col 、 lty 和 lwd (對於段)、 p.col 、 p.lwd 和 p.lty (對於文本周圍的 polygon )和 t.col 的組件文字顏色。與 nodePar 一樣，每個節點的長度可以為 2，用於區分葉子節點和內部節點。
leaflab	指定葉子如何標記的字符串。默認"perpendicular"垂直書寫文本(默認情況下)。 "textlike"水平書寫文本(在矩形中)，並且 "none"抑製葉子標簽。
dLeaf	一個數字，指定用戶坐標中葉尖與其標簽之間的距離。如果默認為 NULL，則使用字母寬度或高度的 3/4。
horiz	邏輯指示是否應水平繪製樹狀圖。
frame.plot	邏輯指示是否應在圖周圍繪製一個框，請參閱plot.default。
h	樹被砍伐的高度。
height	兩個樹狀圖應合並的高度。如果未指定(或 NULL )，則默認值比兩個組件高度(較大者)大百分之十。
adjust	確定是否應調整葉值的字符串。默認值 "auto" 檢查(前)兩個樹狀圖是否都從 1 開始；如果是，則選擇 "add.max"，這會將先前樹狀圖葉值的最大值添加到 “next” 樹狀圖的每個葉中。將 adjust 指定為另一個值會跳過檢查，因此效率更高一些。
xlim, ylim	繪圖的可選 x- 和 y-limits 傳遞給 plot.default 。這些的默認值顯示完整的樹狀圖。
..., xlab, ylab, xaxt, yaxt	圖形參數或其他方法的參數。
digits	指定打印精度的整數，請參閱print.default。
max.level, digits.d, give.attr, wid, nest.lev, indent.str	str 的參數，請參閱 str.default() 。請注意，give.attr = FALSE 仍顯示每個節點的 height 和 members 屬性。
last.str, stem	用於 str() 的字符串，指定最後一個分支(在每個級別)應如何啟動以及用於每個樹狀圖分支的主幹。在某些環境中，使用 last.str = "'" 將提供比曆史默認值 last.str = "`" 更好看的輸出。

細節

樹狀圖直接表示為嵌套列表，其中每個組件對應於樹的一個分支。因此，樹 z 的第一個分支是 z[[1]] ，相應子樹的第二個分支是 z[[1]][[2]] ，或更短的 z[[c(1,2)]] 等。樹的每個節點都攜帶有效繪圖或切割所需的一些信息作為屬性，其中隻有葉子的 members 、 height 和 leaf 是必填的：

members

樹枝上的葉子總數

height

繪製節點的數字非負高度。

midpoint

節點距分支左邊界(最左邊的葉子)的數字水平距離(所有葉子之間的單位 1)。這用於plot(*, center = FALSE)。

label

特點;節點的標簽

x.member

對於cut()$upper，前成員的數量；更一般地，替代用於 ‘horizontal’ 的 members 組件(當 horiz = FALSE 時，否則 ‘vertical’)對齊。

edgetext

特點;通向節點的邊的標簽

nodePar

指定 points 繪圖的 node-specific 屬性的命名列表(長度為 1 的組件)，請參閱上麵的 nodePar 參數。

edgePar

一個命名列表(長度為 1 的組件)，指定 segments 繪製通向節點的邊的屬性，以及繪製 edgetext(如果可用)，請參閱上麵的 edgePar 參數。

leaf

邏輯上，如果 TRUE ，則該節點是樹的葉子。

cut.dendrogram() 返回一個包含組件 $upper 和 $lower 的列表，第一個是原始樹的截斷版本，也是類 dendrogram ，後者是一個列表，其中包含通過切割樹獲得的分支，每個分支都是 dendrogram 。

"dendrogram" 對象有 [[ 、 print 和 str 方法，其中第一個方法(提取)確保選擇 sub-branches 保留類，即返回樹狀圖，即使隻是葉子。另一方麵，[(單括號)提取返回底層列表結構。

類 "hclust" 的對象可以使用方法 as.dendrogram() 轉換為類 "dendrogram" ，並且從 R 2.13.0 開始，還有一個 as.hclust() 方法作為逆方法。

rev.dendrogram 僅返回具有反轉節點的樹狀圖 x，另請參閱 reorder.dendrogram 。

merge(x, y, ...)方法將兩個或多個樹狀圖合並成一個新的樹狀圖，其中x和y(以及可選的進一步參數)作為分支。請注意，之前R3.1.2、adjust = "none"被隱式使用，當樹狀圖來自時，這是無效的as.dendrogram(hclust(..)).

nobs(object) 返回葉子總數(members 屬性，見上文)。

is.leaf(object) 返回邏輯，指示 object 是否是葉子(最簡單的樹狀圖)。

plotNode() 和 plotNodeLimit() 是輔助函數。

警告

樹形圖上的某些操作(例如merge())利用了遞歸。對於深樹，可能需要增加 options("expressions") ：如果這樣做，您可能需要盡可能將 C 堆棧大小 (Cstack_info()[["size"]] ) 設置為大於默認值。

注意

plot()：

使用 type = "triangle" 時，center = TRUE 通常看起來更好。

str(d)：

如果您確實想查看內部結構，請改用str(unclass(d))。

例子

require(graphics); require(utils)

hc <- hclust(dist(USArrests), "ave")
(dend1 <- as.dendrogram(hc)) # "print()" method
str(dend1)          # "str()" method
str(dend1, max.level = 2, last.str =  "'") # only the first two sub-levels
oo <- options(str.dendrogram.last = "\\") # yet another possibility
str(dend1, max.level = 2) # only the first two sub-levels
options(oo)  # .. resetting them

op <- par(mfrow =  c(2,2), mar = c(5,2,1,4))
plot(dend1)
## "triangle" type and show inner nodes:
plot(dend1, nodePar = list(pch = c(1,NA), cex = 0.8, lab.cex = 0.8),
      type = "t", center = TRUE)
plot(dend1, edgePar = list(col = 1:2, lty = 2:3),
     dLeaf = 1, edge.root = TRUE)
plot(dend1, nodePar = list(pch = 2:1, cex = .4*2:1, col = 2:3),
     horiz = TRUE)

## simple test for as.hclust() as the inverse of as.dendrogram():
stopifnot(identical(as.hclust(dend1)[1:4], hc[1:4]))

dend2 <- cut(dend1, h = 70)
## leaves are wrong horizontally in R 4.0 and earlier:
plot(dend2$upper)
plot(dend2$upper, nodePar = list(pch = c(1,7), col = 2:1))
##  dend2$lower is *NOT* a dendrogram, but a list of .. :
plot(dend2$lower[[3]], nodePar = list(col = 4), horiz = TRUE, type = "tr")
## "inner" and "leaf" edges in different type & color :
plot(dend2$lower[[2]], nodePar = list(col = 1),   # non empty list
     edgePar = list(lty = 1:2, col = 2:1), edge.root = TRUE)
par(op)
d3 <- dend2$lower[[2]][[2]][[1]]
stopifnot(identical(d3, dend2$lower[[2]][[c(2,1)]]))
str(d3, last.str = "'")

## to peek at the inner structure "if you must", use '[..]' indexing :
str(d3[2][[1]]) ## or the full
str(d3[])

## merge() to join dendrograms:
(d13 <- merge(dend2$lower[[1]], dend2$lower[[3]]))
## merge() all parts back (using default 'height' instead of original one):
den.1 <- Reduce(merge, dend2$lower)
## or merge() all four parts at same height --> 4 branches (!)
d. <- merge(dend2$lower[[1]], dend2$lower[[2]], dend2$lower[[3]],
            dend2$lower[[4]])
## (with a warning) or the same using  do.call :
stopifnot(identical(d., do.call(merge, dend2$lower)))
plot(d., main = "merge(d1, d2, d3, d4)  |->  dendrogram with a 4-split")

## "Zoom" in to the first dendrogram :
plot(dend1, xlim = c(1,20), ylim = c(1,50))

nP <- list(col = 3:2, cex = c(2.0, 0.75), pch =  21:22,
           bg =  c("light blue", "pink"),
           lab.cex = 0.75, lab.col = "tomato")
plot(d3, nodePar= nP, edgePar = list(col = "gray", lwd = 2), horiz = TRUE)

addE <- function(n) {
      if(!is.leaf(n)) {
        attr(n, "edgePar") <- list(p.col = "plum")
        attr(n, "edgetext") <- paste(attr(n,"members"),"members")
      }
      n
}
d3e <- dendrapply(d3, addE)
plot(d3e, nodePar =  nP)
plot(d3e, nodePar =  nP, leaflab = "textlike")

也可以看看

dendrapply 用於將函數應用於每個節點。 order.dendrogram 和reorder.dendrogram ；進一步，labels方法。