class: center, middle, inverse, title-slide # Data Visualization ## Summarizing data (dplyr) ### Andrew Irwin,
a.irwin@dal.ca
### Math & Stats, Dalhousie University ### 2021-01-25 (updated: 2021-01-09) --- class: middle # Transforming data How can we * transform data, or * reduce a large number of observations to a smaller number? * Compute derived quanties (ratios, change units) * Count observations in categories * Compute means and standard deviations * Combine replicates * Average over cateogories * Highlight special cases --- class: middle, inverse # dplyr examples Transforming and reducing observations using * `mutate` * `filter` * `group_by` * `summarize` We will use the `ChickWeight` data in the `datasets` package. --- class: middle # Data ```r glimpse(ChickWeight) ``` ``` ## Rows: 578 ## Columns: 4 ## $ weight <dbl> 42, 51, 59, 64, 76, 93, 106, 125, 149, 171, 199, 205, 40, 49, … ## $ Time <dbl> 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 21, 0, 2, 4, 6, 8, 10, … ## $ Chick <ord> 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2,… ## $ Diet <fct> 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,… ``` --- class: middle # Use summarize to count observations ```r ChickWeight %>% summarize(count = n()) %>% kable() ``` <table> <thead> <tr> <th style="text-align:right;"> count </th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td style="text-align:right;"> 578 </td> </tr> </tbody> </table> --- class: middle # Count observations in groups ```r ChickWeight %>% * group_by(Diet) %>% summarize(count = n(), .groups="drop") %>% kable() ``` <table> <thead> <tr> <th style="text-align:left;"> Diet </th> <th style="text-align:right;"> count </th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td style="text-align:left;"> 1 </td> <td style="text-align:right;"> 220 </td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;"> 2 </td> <td style="text-align:right;"> 120 </td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;"> 3 </td> <td style="text-align:right;"> 120 </td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;"> 4 </td> <td style="text-align:right;"> 118 </td> </tr> </tbody> </table> --- class: middle ## Two grouping factors ```r ChickWeight %>% * group_by(Diet, Chick) %>% summarize(count = n(), .groups = "drop") %>% paged_table() ``` <div data-pagedtable="false"> <script data-pagedtable-source type="application/json"> {"columns":[{"label":["Diet"],"name":[1],"type":["fct"],"align":["left"]},{"label":["Chick"],"name":[2],"type":["ord"],"align":["right"]},{"label":["count"],"name":[3],"type":["int"],"align":["right"]}],"data":[{"1":"1","2":"18","3":"2"},{"1":"1","2":"16","3":"7"},{"1":"1","2":"15","3":"8"},{"1":"1","2":"13","3":"12"},{"1":"1","2":"9","3":"12"},{"1":"1","2":"20","3":"12"},{"1":"1","2":"10","3":"12"},{"1":"1","2":"8","3":"11"},{"1":"1","2":"17","3":"12"},{"1":"1","2":"19","3":"12"},{"1":"1","2":"4","3":"12"},{"1":"1","2":"6","3":"12"},{"1":"1","2":"11","3":"12"},{"1":"1","2":"3","3":"12"},{"1":"1","2":"1","3":"12"},{"1":"1","2":"12","3":"12"},{"1":"1","2":"2","3":"12"},{"1":"1","2":"5","3":"12"},{"1":"1","2":"14","3":"12"},{"1":"1","2":"7","3":"12"},{"1":"2","2":"24","3":"12"},{"1":"2","2":"30","3":"12"},{"1":"2","2":"22","3":"12"},{"1":"2","2":"23","3":"12"},{"1":"2","2":"27","3":"12"},{"1":"2","2":"28","3":"12"},{"1":"2","2":"26","3":"12"},{"1":"2","2":"25","3":"12"},{"1":"2","2":"29","3":"12"},{"1":"2","2":"21","3":"12"},{"1":"3","2":"33","3":"12"},{"1":"3","2":"37","3":"12"},{"1":"3","2":"36","3":"12"},{"1":"3","2":"31","3":"12"},{"1":"3","2":"39","3":"12"},{"1":"3","2":"38","3":"12"},{"1":"3","2":"32","3":"12"},{"1":"3","2":"40","3":"12"},{"1":"3","2":"34","3":"12"},{"1":"3","2":"35","3":"12"},{"1":"4","2":"44","3":"10"},{"1":"4","2":"45","3":"12"},{"1":"4","2":"43","3":"12"},{"1":"4","2":"41","3":"12"},{"1":"4","2":"47","3":"12"},{"1":"4","2":"49","3":"12"},{"1":"4","2":"46","3":"12"},{"1":"4","2":"50","3":"12"},{"1":"4","2":"42","3":"12"},{"1":"4","2":"48","3":"12"}],"options":{"columns":{"min":{},"max":[10]},"rows":{"min":[10],"max":[10]},"pages":{}}} </script> </div> --- class: middle ### Compute any function you want ```r ChickWeight %>% group_by(Chick, Diet) %>% summarize(count = n(), max_time = max(Time), median_weight = median(weight), increase_weight = max(weight) - min(weight), .groups="drop") %>% paged_table() ``` <div data-pagedtable="false"> <script data-pagedtable-source type="application/json"> {"columns":[{"label":["Chick"],"name":[1],"type":["ord"],"align":["right"]},{"label":["Diet"],"name":[2],"type":["fct"],"align":["left"]},{"label":["count"],"name":[3],"type":["int"],"align":["right"]},{"label":["max_time"],"name":[4],"type":["dbl"],"align":["right"]},{"label":["median_weight"],"name":[5],"type":["dbl"],"align":["right"]},{"label":["increase_weight"],"name":[6],"type":["dbl"],"align":["right"]}],"data":[{"1":"18","2":"1","3":"2","4":"2","5":"37.0","6":"4"},{"1":"16","2":"1","3":"7","4":"12","5":"51.0","6":"16"},{"1":"15","2":"1","3":"8","4":"14","5":"65.5","6":"27"},{"1":"13","2":"1","3":"12","4":"21","5":"68.5","6":"55"},{"1":"9","2":"1","3":"12","4":"21","5":"91.0","6":"58"},{"1":"20","2":"1","3":"12","4":"21","5":"75.0","6":"76"},{"1":"10","2":"1","3":"12","4":"21","5":"85.0","6":"83"},{"1":"8","2":"1","3":"11","4":"20","5":"93.0","6":"92"},{"1":"17","2":"1","3":"12","4":"21","5":"93.5","6":"100"},{"1":"19","2":"1","3":"12","4":"21","5":"76.5","6":"114"},{"1":"4","2":"1","3":"12","4":"21","5":"94.5","6":"118"},{"1":"6","2":"1","3":"12","4":"21","5":"132.5","6":"119"},{"1":"11","2":"1","3":"12","4":"21","5":"153.5","6":"141"},{"1":"3","2":"1","3":"12","4":"21","5":"107.0","6":"163"},{"1":"1","2":"1","3":"12","4":"21","5":"99.5","6":"163"},{"1":"12","2":"1","3":"12","4":"21","5":"103.5","6":"164"},{"1":"2","2":"1","3":"12","4":"21","5":"112.5","6":"175"},{"1":"5","2":"1","3":"12","4":"21","5":"123.5","6":"182"},{"1":"14","2":"1","3":"12","4":"21","5":"146.0","6":"225"},{"1":"7","2":"1","3":"12","4":"21","5":"129.0","6":"264"},{"1":"24","2":"2","3":"12","4":"21","5":"70.5","6":"34"},{"1":"30","2":"2","3":"12","4":"21","5":"106.5","6":"115"},{"1":"22","2":"2","3":"12","4":"21","5":"101.5","6":"126"},{"1":"23","2":"2","3":"12","4":"21","5":"115.0","6":"132"},{"1":"27","2":"2","3":"12","4":"21","5":"107.5","6":"153"},{"1":"28","2":"2","3":"12","4":"21","5":"129.5","6":"194"},{"1":"26","2":"2","3":"12","4":"21","5":"125.0","6":"209"},{"1":"25","2":"2","3":"12","4":"21","5":"135.0","6":"225"},{"1":"29","2":"2","3":"12","4":"21","5":"120.0","6":"270"},{"1":"21","2":"2","3":"12","4":"21","5":"190.0","6":"291"},{"1":"33","2":"3","3":"12","4":"21","5":"124.0","6":"117"},{"1":"37","2":"3","3":"12","4":"21","5":"93.0","6":"137"},{"1":"36","2":"3","3":"12","4":"21","5":"130.5","6":"188"},{"1":"31","2":"3","3":"12","4":"21","5":"112.5","6":"214"},{"1":"39","2":"3","3":"12","4":"21","5":"119.5","6":"230"},{"1":"38","2":"3","3":"12","4":"21","5":"118.5","6":"249"},{"1":"32","2":"3","3":"12","4":"21","5":"144.0","6":"264"},{"1":"40","2":"3","3":"12","4":"21","5":"137.0","6":"280"},{"1":"34","2":"3","3":"12","4":"21","5":"149.0","6":"300"},{"1":"35","2":"3","3":"12","4":"21","5":"179.5","6":"332"},{"1":"44","2":"4","3":"10","4":"18","5":"110.5","6":"104"},{"1":"45","2":"4","3":"12","4":"21","5":"126.0","6":"156"},{"1":"43","2":"4","3":"12","4":"21","5":"170.5","6":"158"},{"1":"41","2":"4","3":"12","4":"21","5":"138.5","6":"162"},{"1":"47","2":"4","3":"12","4":"21","5":"135.5","6":"169"},{"1":"49","2":"4","3":"12","4":"21","5":"140.0","6":"197"},{"1":"46","2":"4","3":"12","4":"21","5":"132.0","6":"198"},{"1":"50","2":"4","3":"12","4":"21","5":"138.5","6":"223"},{"1":"42","2":"4","3":"12","4":"21","5":"143.0","6":"239"},{"1":"48","2":"4","3":"12","4":"21","5":"139.5","6":"283"}],"options":{"columns":{"min":{},"max":[10]},"rows":{"min":[10],"max":[10]},"pages":{}}} </script> </div> --- class: middle ### Use mutate to create new columns for each observation ```r ChickWeight %>% as_tibble() %>% mutate(growth = weight / Time) %>% paged_table() ``` <div data-pagedtable="false"> <script data-pagedtable-source type="application/json"> 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{"columns":[{"label":["weight"],"name":[1],"type":["dbl"],"align":["right"]},{"label":["Time"],"name":[2],"type":["dbl"],"align":["right"]},{"label":["Chick"],"name":[3],"type":["ord"],"align":["right"]},{"label":["Diet"],"name":[4],"type":["fct"],"align":["left"]}],"data":[{"1":"93","2":"10","3":"1","4":"1"},{"1":"103","2":"10","3":"2","4":"1"},{"1":"99","2":"10","3":"3","4":"1"},{"1":"87","2":"10","3":"4","4":"1"},{"1":"106","2":"10","3":"5","4":"1"},{"1":"124","2":"10","3":"6","4":"1"},{"1":"112","2":"10","3":"7","4":"1"},{"1":"93","2":"10","3":"8","4":"1"},{"1":"96","2":"10","3":"9","4":"1"},{"1":"81","2":"10","3":"10","4":"1"},{"1":"139","2":"10","3":"11","4":"1"},{"1":"88","2":"10","3":"12","4":"1"},{"1":"67","2":"10","3":"13","4":"1"},{"1":"128","2":"10","3":"14","4":"1"},{"1":"68","2":"10","3":"15","4":"1"},{"1":"51","2":"10","3":"16","4":"1"},{"1":"89","2":"10","3":"17","4":"1"},{"1":"71","2":"10","3":"19","4":"1"},{"1":"73","2":"10","3":"20","4":"1"},{"1":"163","2":"10","3":"21","4":"2"},{"1":"95","2":"10","3":"22","4":"2"},{"1":"103","2":"10","3":"23","4":"2"},{"1":"68","2":"10","3":"24","4":"2"},{"1":"124","2":"10","3":"25","4":"2"},{"1":"114","2":"10","3":"26","4":"2"},{"1":"100","2":"10","3":"27","4":"2"},{"1":"114","2":"10","3":"28","4":"2"},{"1":"106","2":"10","3":"29","4":"2"},{"1":"98","2":"10","3":"30","4":"2"},{"1":"102","2":"10","3":"31","4":"3"},{"1":"129","2":"10","3":"32","4":"3"},{"1":"111","2":"10","3":"33","4":"3"},{"1":"134","2":"10","3":"34","4":"3"},{"1":"158","2":"10","3":"35","4":"3"},{"1":"116","2":"10","3":"36","4":"3"},{"1":"83","2":"10","3":"37","4":"3"},{"1":"109","2":"10","3":"38","4":"3"},{"1":"109","2":"10","3":"39","4":"3"},{"1":"120","2":"10","3":"40","4":"3"},{"1":"124","2":"10","3":"41","4":"4"},{"1":"126","2":"10","3":"42","4":"4"},{"1":"157","2":"10","3":"43","4":"4"},{"1":"118","2":"10","3":"44","4":"4"},{"1":"117","2":"10","3":"45","4":"4"},{"1":"120","2":"10","3":"46","4":"4"},{"1":"123","2":"10","3":"47","4":"4"},{"1":"125","2":"10","3":"48","4":"4"},{"1":"128","2":"10","3":"49","4":"4"},{"1":"122","2":"10","3":"50","4":"4"},{"1":"106","2":"12","3":"1","4":"1"},{"1":"122","2":"12","3":"2","4":"1"},{"1":"115","2":"12","3":"3","4":"1"},{"1":"102","2":"12","3":"4","4":"1"},{"1":"141","2":"12","3":"5","4":"1"},{"1":"141","2":"12","3":"6","4":"1"},{"1":"146","2":"12","3":"7","4":"1"},{"1":"110","2":"12","3":"8","4":"1"},{"1":"90","2":"12","3":"9","4":"1"},{"1":"89","2":"12","3":"10","4":"1"},{"1":"168","2":"12","3":"11","4":"1"},{"1":"119","2":"12","3":"12","4":"1"},{"1":"71","2":"12","3":"13","4":"1"},{"1":"164","2":"12","3":"14","4":"1"},{"1":"67","2":"12","3":"15","4":"1"},{"1":"54","2":"12","3":"16","4":"1"},{"1":"98","2":"12","3":"17","4":"1"},{"1":"82","2":"12","3":"19","4":"1"},{"1":"77","2":"12","3":"20","4":"1"},{"1":"217","2":"12","3":"21","4":"2"},{"1":"108","2":"12","3":"22","4":"2"},{"1":"127","2":"12","3":"23","4":"2"},{"1":"70","2":"12","3":"24","4":"2"},{"1":"146","2":"12","3":"25","4":"2"},{"1":"136","2":"12","3":"26","4":"2"},{"1":"115","2":"12","3":"27","4":"2"},{"1":"145","2":"12","3":"28","4":"2"},{"1":"134","2":"12","3":"29","4":"2"},{"1":"115","2":"12","3":"30","4":"2"},{"1":"123","2":"12","3":"31","4":"3"},{"1":"159","2":"12","3":"32","4":"3"},{"1":"137","2":"12","3":"33","4":"3"},{"1":"164","2":"12","3":"34","4":"3"},{"1":"201","2":"12","3":"35","4":"3"},{"1":"145","2":"12","3":"36","4":"3"},{"1":"103","2":"12","3":"37","4":"3"},{"1":"128","2":"12","3":"38","4":"3"},{"1":"130","2":"12","3":"39","4":"3"},{"1":"154","2":"12","3":"40","4":"3"},{"1":"155","2":"12","3":"41","4":"4"},{"1":"160","2":"12","3":"42","4":"4"},{"1":"184","2":"12","3":"43","4":"4"},{"1":"127","2":"12","3":"44","4":"4"},{"1":"135","2":"12","3":"45","4":"4"},{"1":"144","2":"12","3":"46","4":"4"},{"1":"148","2":"12","3":"47","4":"4"},{"1":"154","2":"12","3":"48","4":"4"},{"1":"152","2":"12","3":"49","4":"4"},{"1":"155","2":"12","3":"50","4":"4"},{"1":"125","2":"14","3":"1","4":"1"},{"1":"138","2":"14","3":"2","4":"1"},{"1":"138","2":"14","3":"3","4":"1"},{"1":"108","2":"14","3":"4","4":"1"},{"1":"164","2":"14","3":"5","4":"1"},{"1":"148","2":"14","3":"6","4":"1"},{"1":"174","2":"14","3":"7","4":"1"},{"1":"116","2":"14","3":"8","4":"1"},{"1":"92","2":"14","3":"9","4":"1"},{"1":"96","2":"14","3":"10","4":"1"},{"1":"177","2":"14","3":"11","4":"1"},{"1":"135","2":"14","3":"12","4":"1"},{"1":"70","2":"14","3":"13","4":"1"},{"1":"192","2":"14","3":"14","4":"1"},{"1":"68","2":"14","3":"15","4":"1"},{"1":"103","2":"14","3":"17","4":"1"},{"1":"88","2":"14","3":"19","4":"1"},{"1":"89","2":"14","3":"20","4":"1"},{"1":"240","2":"14","3":"21","4":"2"},{"1":"111","2":"14","3":"22","4":"2"},{"1":"135","2":"14","3":"23","4":"2"},{"1":"71","2":"14","3":"24","4":"2"},{"1":"164","2":"14","3":"25","4":"2"},{"1":"147","2":"14","3":"26","4":"2"},{"1":"123","2":"14","3":"27","4":"2"},{"1":"156","2":"14","3":"28","4":"2"},{"1":"150","2":"14","3":"29","4":"2"},{"1":"122","2":"14","3":"30","4":"2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</script> </div> --- class: middle ### Exclude observations with filter ```r ChickWeight %>% as_tibble() %>% filter(Time == 10) %>% group_by(Diet) %>% summarize(weight_10 = mean(weight), .groups = "drop") %>% kable() ``` <table> <thead> <tr> <th style="text-align:left;"> Diet </th> <th style="text-align:right;"> weight_10 </th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td style="text-align:left;"> 1 </td> <td style="text-align:right;"> 93.05263 </td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;"> 2 </td> <td style="text-align:right;"> 108.50000 </td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;"> 3 </td> <td style="text-align:right;"> 117.10000 </td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;"> 4 </td> <td style="text-align:right;"> 126.00000 </td> </tr> </tbody> </table> --- class: middle # Combine all three * Compute max weight for each chick and diet over all time. * Filter out chicks that reach a target weight * Count the number of observations per chick and diet treatment ```r ChickWeight %>% as_tibble() %>% group_by(Diet, Chick) %>% mutate(max_weight = max(weight)) %>% filter(max_weight > 110) %>% group_by(Diet, Chick) %>% summarize(n = n()) %>% summarize(count_chicks = n(), .groups = "drop") %>% kable() ``` --- class: middle # Combine all three * Compute max weight for each chick and diet over all time. * Filter out chicks that reach a target weight * Count the number of observations per chick and diet treatment <table> <thead> <tr> <th style="text-align:left;"> Diet </th> <th style="text-align:right;"> count_chicks </th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td style="text-align:left;"> 1 </td> <td style="text-align:right;"> 15 </td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;"> 2 </td> <td style="text-align:right;"> 9 </td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;"> 3 </td> <td style="text-align:right;"> 10 </td> </tr> <tr> <td style="text-align:left;"> 4 </td> <td style="text-align:right;"> 10 </td> </tr> </tbody> </table> --- class: middle # Summary * Use `mutate` to define a new variable for all observations * Use `summarize` to compute functions (count, mean, ...) to reduce many observations to one * Use `group_by` to split, summarize, and combine data * Use `filter` to select observations --- class: middle # Further reading * Lots more examples with different data in the course notes * R4DS [Chapter 5 Data transformations](https://r4ds.had.co.nz/transform.html) --- class: middle, inverse # Task Practice these skills by doing the calculations in Task 5.