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table を使用する利点

混在するデータ型を 1 つのコンテナーに格納できる利便性

データ型 table を使用して、異なるタイプのデータやメタデータ プロパティ (変数名、行名、説明、変数の単位など) を 1 つのコンテナーにまとめることができます。table は、テキスト ファイルまたはスプレッドシートに列として格納されることが多い列方向のデータや表形式のデータに適しています。たとえば、table を使用して、行がそれぞれの観測値を表し、列がそれぞれの測定変数を表す実験データを格納することができます。

table は、列方向の変数と行で構成されます。table 内の各変数は、データ型やサイズが異なってもかまいませんが、行数は同じでなければなりません。

例として、サンプルの患者データを読み込んでみましょう。

load patients

次に、ワークスペース変数 SystolicDiastolic を 1 つの変数 BloodPressure に結合してから、ワークスペース変数 Gender を文字ベクトルの cell 配列から categorical 配列に変換します。

BloodPressure = [Systolic Diastolic];
Gender = categorical(Gender);

whos('Gender','Age','Smoker','BloodPressure')
  Name                 Size            Bytes  Class          Attributes

  Age                100x1               800  double                   
  BloodPressure      100x2              1600  double                   
  Gender             100x1               346  categorical              
  Smoker             100x1               100  logical                  

変数 AgeBloodPressureGender および Smoker は、データ型は異なりますが、行数は同じ 100 であるため、1 つの table に格納することが可能です。

ここで、変数から table を作成し、最初の 5 行を表示してみましょう。

T = table(Gender,Age,Smoker,BloodPressure);
T(1:5,:)
ans=5×4 table
    Gender    Age    Smoker    BloodPressure
    ______    ___    ______    _____________

    Male      38     true       124     93  
    Male      43     false      109     77  
    Female    38     false      125     83  
    Female    40     false      117     75  
    Female    49     false      122     80  

table は、変数名が最上部に示されている表形式で表示されます。

table 内の各変数のデータ型は単一です。新しい行を table に追加すると、MATLAB® では、新しいデータと対応する table 変数とでデータ型の一貫性が強制されます。たとえば、新しい患者について、式 T(end+1,:) = {37,{'Female'},true,[130 84]} のように、最初の列に患者の性別ではなく年齢が含まれている情報を追加しようとすると、次のエラーが出力されます。

Invalid RHS for assignment to a categorical array.

このエラーは、MATLAB® で数値データ 37 を categorical 配列 Gender に代入できないために発生します。

table と構造体を比較する場合は、table T と同等の構造体配列 StructArray を使用することを検討してください。

StructArray = table2struct(T)
StructArray = 100x1 struct array with fields:
    Gender
    Age
    Smoker
    BloodPressure

構造体配列では、名前付きフィールドを使用してレコードが整理されます。各フィールドの値は、データ型やサイズが異なってもかまいません。ここで、StructArray の最初の要素の名前付きフィールドを表示してみましょう。

StructArray(1)
ans = struct with fields:
           Gender: Male
              Age: 38
           Smoker: 1
    BloodPressure: [124 93]

構造体配列内のフィールドは、table 内の変数に類似しています。ただし、table とは異なり、フィールド内の均一性を強制することはできません。たとえば、S.Gender のいくつかの値が categorical 配列の要素 Male または Female になり、その他の値が文字ベクトル 'Male' または 'Female' になり、さらにその他の値が整数 0 または 1 になる場合があります。

それでは、"スカラー" 構造体に格納されている同じデータについて考えてみましょう。この構造体の 4 つのフィールドには、それぞれ table 変数が 1 つずつ含まれています。

ScalarStruct = struct(...
    'Gender',{Gender},...
    'Age',Age,...
    'Smoker',Smoker,...
    'BloodPressure',BloodPressure)
ScalarStruct = struct with fields:
           Gender: [100x1 categorical]
              Age: [100x1 double]
           Smoker: [100x1 logical]
    BloodPressure: [100x2 double]

table とは異なり、データは必ずしも四角形にすることはできません。たとえば、フィールド ScalarStruct.Age の長さが他のフィールドと異なる場合があります。

table を使用すると、(構造体配列のように) 四角形構造体を維持しながら、(スカラー構造体のフィールドのように) 変数の均一性を強制することができます。cell 配列には、名前付きフィールドはありませんが、構造体配列やスカラー配列と同じ欠点が多数あります。四角形のデータでそれぞれの変数に 1 つのタイプのみが含まれている場合は、table を使用することを検討してください。そうすれば、数値インデックスまたは名前付きインデックスを使用することができ、table プロパティを使用してメタデータを格納することができます。

数値インデックスまたは名前付きインデックスによるデータへのアクセス

小かっこ、中かっこ、ドット インデックスのいずれかを使用して、table にインデックスを付けることができます。小かっこを使用すると、table 内のデータのサブセットを選択して、テーブル コンテナーを保持することができます。中かっこおよびドット インデックスを使用すると、データを table から抽出することができます。それぞれの table インデックス方法で、行または変数を指定して、名前または数値インデックスによってデータにアクセスすることができます。

上記のサンプル table について考えてみましょう。table T 内の各行は、異なる患者を表します。ワークスペース変数 LastName には 100 行分の一意の識別子が含まれています。RowNames プロパティを LastName に設定して行名を table に追加してから、更新された table の最初の 5 行を表示します。

T.Properties.RowNames = LastName;
T(1:5,:)
ans=5×4 table
                Gender    Age    Smoker    BloodPressure
                ______    ___    ______    _____________

    Smith       Male      38     true       124     93  
    Johnson     Male      43     false      109     77  
    Williams    Female    38     false      125     83  
    Jones       Female    40     false      117     75  
    Brown       Female    49     false      122     80  

データにラベルを付けるだけでなく、行名や変数名を使用して table 内のデータにアクセスすることができます。たとえば、名前付きインデックスを使用して、患者 Williams および Brown の年齢と血圧を表示します。

T({'Williams','Brown'},{'Age','BloodPressure'})
ans=2×2 table
                Age    BloodPressure
                ___    _____________

    Williams    38      125     83  
    Brown       49      122     80  

ここで、数値インデックスを使用して同等のサブテーブルが返されるようにします。2 番目と 4 番目の変数から 3 番目と 5 番目の行が返されるようにします。

T(3:2:5,2:2:4)
ans=2×2 table
                Age    BloodPressure
                ___    _____________

    Williams    38      125     83  
    Brown       49      122     80  

cell 配列または構造体の場合、名前付きインデックスや数値インデックスと同じような柔軟性はありません。

  • cell 配列の場合、必要な名前付きデータを見つけるには strcmp を使用しなければなりません。その後、配列にインデックスを付けることができます。

  • スカラー構造体または構造体配列の場合、フィールドを番号で参照することはできません。それだけでなく、スカラー構造体の場合は、変数のサブセットや観測値のサブセットを簡単に選択することはできません。構造体配列の場合、観測値のサブセットを選択することはできますが、変数のサブセットを選択することはできません。

  • table の場合、名前付きインデックスや数値インデックスによってデータにアクセスすることができます。さらに、変数のサブセットおよび行のサブセットを簡単に選択することができます。

table インデックス方法の詳細については、テーブル内のデータへのアクセスを参照してください。

table プロパティによるメタデータの格納

table には、データを格納するだけでなく、変数名、行名、説明、変数の単位などのメタデータを格納するためのプロパティがあります。プロパティにアクセスするには、T.Properties.PropName を使用します。ここで、T は table の名前、PropName はいずれかの table プロパティです。

たとえば、Age について、table の説明、変数の説明および変数の単位を追加するとします。

T.Properties.Description = 'Simulated Patient Data';

T.Properties.VariableDescriptions = ...
    {'Male or Female' ...
    '' ...
    'true or false' ...
    'Systolic/Diastolic'};

T.Properties.VariableUnits{'Age'} = 'Yrs';

VariableDescriptions の cell 配列内の個々の空の文字ベクトルは、対応する変数に説明がないことを示します。詳細については、tableのプロパティの節を参照してください。

table の概要を出力するには関数 summary を使用します。

summary(T)
Description:  Simulated Patient Data

Variables:

    Gender: 100x1 categorical

        Properties:
            Description:  Male or Female
        Values:

            Female       53   
            Male         47   

    Age: 100x1 double

        Properties:
            Units:  Yrs
        Values:

            Min        25  
            Median     39  
            Max        50  

    Smoker: 100x1 logical

        Properties:
            Description:  true or false
        Values:

            True        34   
            False       66   

    BloodPressure: 100x2 double

        Properties:
            Description:  Systolic/Diastolic
        Values:
                      BloodPressure_1    BloodPressure_2
                      _______________    _______________

            Min             109                 68      
            Median          122               81.5      
            Max             138                 99      

構造体および cell 配列にはメタデータを格納するためのプロパティはありません。

参考

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