Divida as strings separadas por vírgulas em uma coluna em linhas separadas

Eu tenho um quadro de dados, assim:

data.frame(director = c("Aaron Blaise,Bob Walker", "Akira Kurosawa", 
                        "Alan J. Pakula", "Alan Parker", "Alejandro Amenabar", "Alejandro Gonzalez Inarritu", 
                        "Alejandro Gonzalez Inarritu,Benicio Del Toro", "Alejandro González Iñárritu", 
                        "Alex Proyas", "Alexander Hall", "Alfonso Cuaron", "Alfred Hitchcock", 
                        "Anatole Litvak", "Andrew Adamson,Marilyn Fox", "Andrew Dominik", 
                        "Andrew Stanton", "Andrew Stanton,Lee Unkrich", "Angelina Jolie,John Stevenson", 
                        "Anne Fontaine", "Anthony Harvey"), AB = c('A', 'B', 'A', 'A', 'B', 'B', 'B', 'A', 'B', 'A', 'B', 'A', 'A', 'B', 'B', 'B', 'B', 'B', 'B', 'A'))

Como você pode ver, algumas entradas na directorcoluna são vários nomes separados por vírgulas. Eu gostaria de dividir essas entradas em linhas separadas, mantendo os valores da outra coluna. Por exemplo, a primeira linha no quadro de dados acima deve ser dividida em duas linhas, com um único nome cada na directorcoluna e 'A' na ABcoluna.

Esta velha questão freqüentemente está sendo usada como alvo enganoso (marcada com r-faq). Até hoje, ele foi respondido três vezes, oferecendo 6 abordagens diferentes, mas carece de uma referência como orientação de qual das abordagens é a mais rápida ¹ .

As soluções comparadas incluem

• A abordagem de base R de Matthew Lundberg, mas modificada de acordo com o comentário de Rich Scriven ,
• De Jaap dois data.tablemétodos e dois dplyr/ tidyrabordagens,
• splitstackshapeSolução de Ananda ,
• e duas variantes adicionais dos data.tablemétodos de Jaap .

No geral, 8 métodos diferentes foram avaliados em 6 tamanhos diferentes de quadros de dados usando o microbenchmarkpacote (veja o código abaixo).

Os dados de amostra fornecidos pelo OP consistem apenas em 20 linhas. Para criar quadros de dados maiores, essas 20 linhas são simplesmente repetidas 1, 10, 100, 1000, 10.000 e 100.000 vezes, o que resulta em tamanhos de problema de até 2 milhões de linhas.

Resultados de referência

Os resultados do benchmark mostram que para quadros de dados suficientemente grandes, todos os data.tablemétodos são mais rápidos do que qualquer outro método. Para quadros de dados com mais de cerca de 5000 linhas, o data.tablemétodo 2 de Jaap e a variante DT3são os mais rápidos, as magnitudes mais rápidas do que os métodos mais lentos.

Notavelmente, os tempos dos dois tidyversemétodos e da splistackshapesolução são tão semelhantes que é difícil distinguir as curvas no gráfico. Eles são os mais lentos dos métodos comparados em todos os tamanhos de quadros de dados.

Para quadros de dados menores, a solução R de base de Matt e o data.tablemétodo 4 parecem ter menos sobrecarga do que os outros métodos.

Código

director <- 
  c("Aaron Blaise,Bob Walker", "Akira Kurosawa", "Alan J. Pakula", 
    "Alan Parker", "Alejandro Amenabar", "Alejandro Gonzalez Inarritu", 
    "Alejandro Gonzalez Inarritu,Benicio Del Toro", "Alejandro González Iñárritu", 
    "Alex Proyas", "Alexander Hall", "Alfonso Cuaron", "Alfred Hitchcock", 
    "Anatole Litvak", "Andrew Adamson,Marilyn Fox", "Andrew Dominik", 
    "Andrew Stanton", "Andrew Stanton,Lee Unkrich", "Angelina Jolie,John Stevenson", 
    "Anne Fontaine", "Anthony Harvey")
AB <- c("A", "B", "A", "A", "B", "B", "B", "A", "B", "A", "B", "A", 
        "A", "B", "B", "B", "B", "B", "B", "A")

library(data.table)
library(magrittr)

Defina a função para execuções de benchmark de tamanho de problema n

run_mb <- function(n) {
  # compute number of benchmark runs depending on problem size `n`
  mb_times <- scales::squish(10000L / n , c(3L, 100L)) 
  cat(n, " ", mb_times, "\n")
  # create data
  DF <- data.frame(director = rep(director, n), AB = rep(AB, n))
  DT <- as.data.table(DF)
  # start benchmarks
  microbenchmark::microbenchmark(
    matt_mod = {
      s <- strsplit(as.character(DF$director), ',')
      data.frame(director=unlist(s), AB=rep(DF$AB, lengths(s)))},
    jaap_DT1 = {
      DT[, lapply(.SD, function(x) unlist(tstrsplit(x, ",", fixed=TRUE))), by = AB
         ][!is.na(director)]},
    jaap_DT2 = {
      DT[, strsplit(as.character(director), ",", fixed=TRUE), 
         by = .(AB, director)][,.(director = V1, AB)]},
    jaap_dplyr = {
      DF %>% 
        dplyr::mutate(director = strsplit(as.character(director), ",")) %>%
        tidyr::unnest(director)},
    jaap_tidyr = {
      tidyr::separate_rows(DF, director, sep = ",")},
    cSplit = {
      splitstackshape::cSplit(DF, "director", ",", direction = "long")},
    DT3 = {
      DT[, strsplit(as.character(director), ",", fixed=TRUE),
         by = .(AB, director)][, director := NULL][
           , setnames(.SD, "V1", "director")]},
    DT4 = {
      DT[, .(director = unlist(strsplit(as.character(director), ",", fixed = TRUE))), 
         by = .(AB)]},
    times = mb_times
  )
}

Execute benchmark para diferentes tamanhos de problemas

# define vector of problem sizes
n_rep <- 10L^(0:5)
# run benchmark for different problem sizes
mb <- lapply(n_rep, run_mb)

Prepare os dados para plotagem

mbl <- rbindlist(mb, idcol = "N")
mbl[, n_row := NROW(director) * n_rep[N]]
mba <- mbl[, .(median_time = median(time), N = .N), by = .(n_row, expr)]
mba[, expr := forcats::fct_reorder(expr, -median_time)]

Criar gráfico

library(ggplot2)
ggplot(mba, aes(n_row, median_time*1e-6, group = expr, colour = expr)) + 
  geom_point() + geom_smooth(se = FALSE) + 
  scale_x_log10(breaks = NROW(director) * n_rep) + scale_y_log10() + 
  xlab("number of rows") + ylab("median of execution time [ms]") +
  ggtitle("microbenchmark results") + theme_bw()

Informações da sessão e versões do pacote (trecho)

devtools::session_info()
#Session info
# version  R version 3.3.2 (2016-10-31)
# system   x86_64, mingw32
#Packages
# data.table      * 1.10.4  2017-02-01 CRAN (R 3.3.2)
# dplyr             0.5.0   2016-06-24 CRAN (R 3.3.1)
# forcats           0.2.0   2017-01-23 CRAN (R 3.3.2)
# ggplot2         * 2.2.1   2016-12-30 CRAN (R 3.3.2)
# magrittr        * 1.5     2014-11-22 CRAN (R 3.3.0)
# microbenchmark    1.4-2.1 2015-11-25 CRAN (R 3.3.3)
# scales            0.4.1   2016-11-09 CRAN (R 3.3.2)
# splitstackshape   1.4.2   2014-10-23 CRAN (R 3.3.3)
# tidyr             0.6.1   2017-01-10 CRAN (R 3.3.2)

¹ _{Minha curiosidade foi despertada por este comentário exuberante Brilhante! Ordens de magnitude mais rápidas! a uma tidyverseresposta de uma pergunta que foi encerrada como uma duplicata desta pergunta.}

Várias alternativas:

1) duas maneiras com Tabela de dados:

library(data.table)
# method 1 (preferred)
setDT(v)[, lapply(.SD, function(x) unlist(tstrsplit(x, ",", fixed=TRUE))), by = AB
         ][!is.na(director)]
# method 2
setDT(v)[, strsplit(as.character(director), ",", fixed=TRUE), by = .(AB, director)
         ][,.(director = V1, AB)]

2) um dplyr / tidyr combinação:

library(dplyr)
library(tidyr)
v %>% 
  mutate(director = strsplit(as.character(director), ",")) %>%
  unnest(director)

3) com tidyrapenas: Com tidyr 0.5.0(e posterior), você também pode usar apenas separate_rows:

separate_rows(v, director, sep = ",")

Você pode usar o convert = TRUEparâmetro para converter números automaticamente em colunas numéricas.

4) com base R:

# if 'director' is a character-column:
stack(setNames(strsplit(df$director,','), df$AB))

# if 'director' is a factor-column:
stack(setNames(strsplit(as.character(df$director),','), df$AB))

Nomeando seu data.frame original v, temos isto:

> s <- strsplit(as.character(v$director), ',')
> data.frame(director=unlist(s), AB=rep(v$AB, sapply(s, FUN=length)))
                      director AB
1                 Aaron Blaise  A
2                   Bob Walker  A
3               Akira Kurosawa  B
4               Alan J. Pakula  A
5                  Alan Parker  A
6           Alejandro Amenabar  B
7  Alejandro Gonzalez Inarritu  B
8  Alejandro Gonzalez Inarritu  B
9             Benicio Del Toro  B
10 Alejandro González Iñárritu  A
11                 Alex Proyas  B
12              Alexander Hall  A
13              Alfonso Cuaron  B
14            Alfred Hitchcock  A
15              Anatole Litvak  A
16              Andrew Adamson  B
17                 Marilyn Fox  B
18              Andrew Dominik  B
19              Andrew Stanton  B
20              Andrew Stanton  B
21                 Lee Unkrich  B
22              Angelina Jolie  B
23              John Stevenson  B
24               Anne Fontaine  B
25              Anthony Harvey  A

Observe o uso de reppara construir a nova coluna AB. Aqui, sapplyretorna o número de nomes em cada uma das linhas originais.

Atrasado para a festa, mas outra alternativa generalizada é usar cSplitdo meu pacote "splitstackshape" que tem um directionargumento. Defina como "long"para obter o resultado que você especificar:

library(splitstackshape)
head(cSplit(mydf, "director", ",", direction = "long"))
#              director AB
# 1:       Aaron Blaise  A
# 2:         Bob Walker  A
# 3:     Akira Kurosawa  B
# 4:     Alan J. Pakula  A
# 5:        Alan Parker  A
# 6: Alejandro Amenabar  B

devtools::install_github("yikeshu0611/onetree")

library(onetree)

dd=spread_byonecolumn(data=mydata,bycolumn="director",joint=",")

head(dd)
            director AB
1       Aaron Blaise  A
2         Bob Walker  A
3     Akira Kurosawa  B
4     Alan J. Pakula  A
5        Alan Parker  A
6 Alejandro Amenabar  B

Outro Benchmark resultante do uso strsplitde base pode atualmente ser recomendado para dividir strings separadas por vírgulas em uma coluna em linhas separadas , já que era o mais rápido em uma ampla gama de tamanhos:

s <- strsplit(v$director, ",", fixed=TRUE)
s <- data.frame(director=unlist(s), AB=rep(v$AB, lengths(s)))

Observe que o uso fixed=TRUEtem um impacto significativo nos tempos.

Métodos Comparados:

met <- alist(base = {s <- strsplit(v$director, ",") #Matthew Lundberg
   s <- data.frame(director=unlist(s), AB=rep(v$AB, sapply(s, FUN=length)))}
 , baseLength = {s <- strsplit(v$director, ",") #Rich Scriven
   s <- data.frame(director=unlist(s), AB=rep(v$AB, lengths(s)))}
 , baseLeFix = {s <- strsplit(v$director, ",", fixed=TRUE)
   s <- data.frame(director=unlist(s), AB=rep(v$AB, lengths(s)))}
 , cSplit = s <- cSplit(v, "director", ",", direction = "long") #A5C1D2H2I1M1N2O1R2T1
 , dt = s <- setDT(v)[, lapply(.SD, function(x) unlist(tstrsplit(x, "," #Jaap
   , fixed=TRUE))), by = AB][!is.na(director)]
#, dt2 = s <- setDT(v)[, strsplit(director, "," #Jaap #Only Unique
#  , fixed=TRUE), by = .(AB, director)][,.(director = V1, AB)]
 , dplyr = {s <- v %>%  #Jaap
    mutate(director = strsplit(director, ",", fixed=TRUE)) %>%
    unnest(director)}
 , tidyr = s <- separate_rows(v, director, sep = ",") #Jaap
 , stack = s <- stack(setNames(strsplit(v$director, ",", fixed=TRUE), v$AB)) #Jaap
#, dt3 = {s <- setDT(v)[, strsplit(director, ",", fixed=TRUE), #Uwe #Only Unique
#  by = .(AB, director)][, director := NULL][, setnames(.SD, "V1", "director")]}
 , dt4 = {s <- setDT(v)[, .(director = unlist(strsplit(director, "," #Uwe
   , fixed = TRUE))), by = .(AB)]}
 , dt5 = {s <- vT[, .(director = unlist(strsplit(director, "," #Uwe
   , fixed = TRUE))), by = .(AB)]}
   )

Bibliotecas:

library(microbenchmark)
library(splitstackshape) #cSplit
library(data.table) #dt, dt2, dt3, dt4
#setDTthreads(1) #Looks like it has here minor effect
library(dplyr) #dplyr
library(tidyr) #dplyr, tidyr

Dados:

v0 <- data.frame(director = c("Aaron Blaise,Bob Walker", "Akira Kurosawa", 
                        "Alan J. Pakula", "Alan Parker", "Alejandro Amenabar", "Alejandro Gonzalez Inarritu", 
                        "Alejandro Gonzalez Inarritu,Benicio Del Toro", "Alejandro González Iñárritu", 
                        "Alex Proyas", "Alexander Hall", "Alfonso Cuaron", "Alfred Hitchcock", 
                        "Anatole Litvak", "Andrew Adamson,Marilyn Fox", "Andrew Dominik", 
                        "Andrew Stanton", "Andrew Stanton,Lee Unkrich", "Angelina Jolie,John Stevenson", 
                        "Anne Fontaine", "Anthony Harvey"), AB = c('A', 'B', 'A', 'A', 'B', 'B', 'B', 'A', 'B', 'A', 'B', 'A', 'A', 'B', 'B', 'B', 'B', 'B', 'B', 'A'))

Resultados de computação e tempo:

n <- 10^(0:5)
x <- lapply(n, function(n) {v <- v0[rep(seq_len(nrow(v0)), n),]
  vT <- setDT(v)
  ti <- min(100, max(3, 1e4/n))
  microbenchmark(list = met, times = ti, control=list(order="block"))})

y <- do.call(cbind, lapply(x, function(y) aggregate(time ~ expr, y, median)))
y <- cbind(y[1], y[-1][c(TRUE, FALSE)])
y[-1] <- y[-1] / 1e6 #ms
names(y)[-1] <- paste("n:", n * nrow(v0))
y #Time in ms
#         expr     n: 20    n: 200    n: 2000   n: 20000   n: 2e+05   n: 2e+06
#1        base 0.2989945 0.6002820  4.8751170  46.270246  455.89578  4508.1646
#2  baseLength 0.2754675 0.5278900  3.8066300  37.131410  442.96475  3066.8275
#3   baseLeFix 0.2160340 0.2424550  0.6674545   4.745179   52.11997   555.8610
#4      cSplit 1.7350820 2.5329525 11.6978975  99.060448 1053.53698 11338.9942
#5          dt 0.7777790 0.8420540  1.6112620   8.724586  114.22840  1037.9405
#6       dplyr 6.2425970 7.9942780 35.1920280 334.924354 4589.99796 38187.5967
#7       tidyr 4.0323765 4.5933730 14.7568235 119.790239 1294.26959 11764.1592
#8       stack 0.2931135 0.4672095  2.2264155  22.426373  289.44488  2145.8174
#9         dt4 0.5822910 0.6414900  1.2214470   6.816942   70.20041   787.9639
#10        dt5 0.5015235 0.5621240  1.1329110   6.625901   82.80803   636.1899

Observe, métodos como

(v <- rbind(v0[1:2,], v0[1,]))
#                 director AB
#1 Aaron Blaise,Bob Walker  A
#2          Akira Kurosawa  B
#3 Aaron Blaise,Bob Walker  A

setDT(v)[, strsplit(director, "," #Jaap #Only Unique
  , fixed=TRUE), by = .(AB, director)][,.(director = V1, AB)]
#         director AB
#1:   Aaron Blaise  A
#2:     Bob Walker  A
#3: Akira Kurosawa  B

retornar um strsplitpara unique diretor e pode ser comparável com

tmp <- unique(v)
s <- strsplit(tmp$director, ",", fixed=TRUE)
s <- data.frame(director=unlist(s), AB=rep(tmp$AB, lengths(s)))

mas, no meu entendimento, isso não foi perguntado.