S的对象

S是一种面向对象的语言。一般说来，S的对象包含了若干个元素作为其数据，这些元 素的个数叫做此对象的长度（length），这些元素的共同的类型叫做此对象的模式（mode） 。另外，对象还可以包含一些特殊数据，称为属性（attribute），如列表的每一个成员（元 素）都可以有变量名，这些变量名组成的字符型向量为此列表的names属性。

S的面向对象能力依赖于对类属性的使用。S的对象有的是简单对象，这样的对象没有类（class ）属性，可以认为其类为缺省类（default）；有的是属于某一类的对象，这些对象有一个类 （class）属性，同类的对象具有相同的特征，可以为同类的对象定义针对这一类的特殊操作 （如显示、绘图），在面向对象术语中叫做方法。比如，向量是简单对象，它没有类属性； 数据框也是对象，但是数据框有一个类属性class=data.frame。

固有属性：mode和length

S对象都有两个基本的属性（attribute）：类型（mode）属性和长度（length）属性 。

S对象可分为单纯的（atomic）和复合的（recursive）两种，单纯对象的所有元素都是同 一种基本类型（如数值、字符串），元素不再是对象，这样的对象的类型（mode）有logical （逻辑型）、numeric（数值型）、complex（复数型）、character（字符型）等等；复合对 象的元素可以是不同类型，每一个元素是一个对象，这样的对象最常用的是列表。例如，向 量（vector）是单纯对象，它的所有元素都必须是相同类型，数值型向量的所有元素必须为 数值型，字符型向量的所有元素必须为字符型；列表（list）是复合对象，类型（mode）为 列表（list），列表的每一个元素（变量）都可以是一个S对象，比如列表元素可以为一个数 ，一个字符串，一个向量，甚至一个列表。

S对象有一种特别的null（空值型）型，只有一个特殊的NULL值为这种类型，表示没有值 （不同于NA，NA是一种特殊值，而NULL根本没有对象值）。

为了判断对象的类型，S定义了许多个类似于is.numeric()这样的函数。比如，is.numeric(x) 用来检验对象x是否数值型，返回一个逻辑型标量结果；is.character()检验对象是否字符型 ，等等。

长度属性表示S对象元素的个数，比如length(2:4)等于3。注意向量允许长度为0，数值型 向量长度为零表示为numeric()或numeric(0)，字符型向量长度为零表示为character()或character(0) 。

S可以强制进行类型转换，例如

> z <- 0:9
> digits <- as.character(z)
> d <- as.numeric(digits)

第二个赋值把数值型的z转换为字符型的digits。第三个赋值把digits又转换为了数值型 的d，这时d和z是一样的了。S还有许多这样的以as.开头的类型转换函数。

S允许对超出对象长度的下标赋值，这时对象长度自动伸长以包括此下标，未赋值的元素 取缺失值（NA），例如：

> x <- numeric()
> x[3] <- 100
> x
[1]  NA  NA 100

> x <- 1:4
> x <- x[1:2]
> x
[1] 1 2

访问对象属性

对象属性是对象包含的数据中除元素以外的特殊数据，每个属性有一个属性名，有一 个属性值。S定义了两个函数attributes和attr来访问对象的属性。attributes(object)返回 对象object的各特殊属性组成的列表，其中不包括固有属性mode和length。例如：

> x <- c(apple=2.5, orange=2.1)
> attributes(x)
$names
[1] "apple"  "orange"

> attr(x, "names")
[1] "apple"  "orange"

> attr(x, "names") <- c("apple", "grapes")
> x
 apple grapes 
   2.5    2.1
> attr(x, "type") <- "fruit"
> x
 apple grapes 
   2.5    2.1 
attr(,"type")
[1] "fruit"
> attributes(x)
$names
[1] "apple"  "grapes"
　
$type
[1] "fruit"

这种对一个函数赋值的语法是在其它语言中极为少见的，而S中则经常使用这样的写法。 实际上，attr(x, "names")在这里不应该看成是一个函数值，而应该看成是用来保存对象x的names 属性的变量名。

对象的类

S用类（class）属性来支持面向对象的编程风格。对象的类属性区分对象的类，对于 同一类的对象可以定义一组特殊操作，这一点和其它面向对象语言类似。面向对象风格的最 重要的特点就是数据抽象与封装。所谓数据抽象与封装是指对象的用户要访问或修改对象只 能通过对象提供的服务来进行，用户不能看到对象内部的实现细节。这样用户不会直接修改 对象的数据从而保护了数据的完整性，而且用户只需要知道对象提供了哪些服务，即使对象 内部的实现改变了，只要接口不变则用户程序不必改变。这样的做法可以提高程序的安全性 和可重用性。

常见的面向对象语言一般先定义一个类，这个类定义了一些数据结构，然后有一些函数叫 做“方法”可以操作这些数据。所谓对象，是由某个类生成的实例，其数据结构由所属的类 定义，而实际存储的数据则是属于对象本身的。对象拥有其所属类的所有方法，方法在调用 时操作的是属于这个对象的数据。

S也支持面向对象编程，但是做法与常见的面向对象语言有很大差别。S对象的类由其类（class ）属性指定，每一个类都可以定义本类的服务，服务以函数形式定义，调用格式为“函数名 （对象，其它自变量）”。可见S的类机制是比较松散的，它不象常见的面向对象语言那样必 须先定义类的所有数据结构与方法，而是可以随时定义函数作为类对象的服务。另外，S还定 义了一系列的所谓“通用函数（general functions）”，通用函数也是对象提供的服务，但 不同类的对象都可以使用相同的通用函数名字调用，同一个通用函数可以针对不同类的对象 起到相似的作用。用户只需要记忆很少的几个通用函数的名字，就可以对几乎所有对象调用 这些函数。比如，通用print()函数用来显示对象，它可以显示向量和矩阵，但显示方法不同 ；通用函数plot()函数用来画对象的图形，对一个向量画图plot()画散点图，纵轴为各元素 值，横轴为元素下标；对一个时间序列对象画图plot()将画一条时间序列曲线，并用年月等 标记时间轴。

S的每一个通用函数实际是一组函数，有一个共同的名字，在调用时根据自变量的类（class ）的不同决定调用一组中的哪一个函数。例如，对向量x调用print(x)实际调用的是print.default(x) ，对数据框x调用print(x)则实际调用的是print.data.frame(x)。如果自变量没有类属性， 或者此通用函数没有为此类自变量设计特殊的操作，通用函数总有一个缺省方法可以调用（ 如print.default）。通用函数针对某一类的对象的特殊函数的命名为“通用函数名.类名() ”。

对某一种类的对象有特殊操作的通用函数可以有很多个，比如，对data.frame类的对象定 义了特殊操作的通用函数就有：

		[,		[[<-,		any,		as.matrix,
		[<-,		model,		plot,	summary,

等等。如果对data.frame类的对象d调用plot(d)，实际调用的函数是plot.data.frame(d) 。要列出所有对某类有特殊操作的通用函数，可以用

> methods(class="data.frame")
 [1] "Math.data.frame"          "Ops.data.frame"          
………………………
 [27] "summary.data.frame"       "t.data.frame"            
 [29] "transform.data.frame"     "xpdrows.data.frame"     

其中t.data.frame就是调用t(d)时实际调用的函数。

也可以列出某通用函数的对各类的特殊定义，例如：

> methods(plot)
 [1] "plot.data.frame" "plot.default"    "plot.density"   
 [4] "plot.factor"     "plot.formula"    "plot.function"  
 [7] "plot.lm"         "plot.mlm"        "plot.mts"       
[10] "plot.new"        "plot.ts"         "plot.window"    
[13] "plot.xy"        

比如，plot.factor是对因子对象调用plot()函数是实际调用的函数。

为了暂时去掉一个有类的对象的class属性，可以使用unclass(object)函数。