reticulate: R interface to Python

06-30

來自專欄 R語言中文社區

作者：JJ Allaire

翻譯：黃小偉，先後從事遊戲、社交及金融數據研究及應用相關工作，目前就職網易杭州

一. 基礎介紹

CRAN已於2018年3月21日收錄reticulat包（1.6版本)，它包含了用於Python和R之間協同操作的全套工具，在R和Rstudio中均可使用。主要包括：

1）在R中支持多種方式調用Python。包括R Markdown、載入Python腳本、導入Python模塊以及在R會話中互動式地使用Python。

2）實現R和Python對象之間的轉換(例如R和Python數據框、R矩陣與NumPy數組之間)。

3）靈活綁定到不同版本的Python，包括虛擬環境和Conda環境。

在R會話中嵌入了Python會話，從而實現了無縫的、高性能的互操作性。如果你是使用Python進行某些工作的R開發人員或使用兩種語言的數據科學團隊的成員，那麼reticulate包可以極大地簡化你的工作流程!

二. 操作說明

1. reticulate包安裝

install.packages("reticulate")

library("reticulate")

2. R Markdown中應用Python

reticulate包含一個用於R Markdown的Python引擎，具有以下功能：

1）可在R會話中嵌入的單個Python會話中，運行Python塊。同時Python塊之間的共享變數/狀態。

2）可列印Python輸出，包括matplotlib的圖形輸出。

3）可使用py對象訪問R中Python塊中創建的對象。

4）使用r對象從Python中訪問在R塊中創建的對象。

同時，內置了許多用於Python對象類型轉換的方法，包括NumPy數組和Pandas數據框。例如，你可以使用Pandas讀取和操作數據，然後使用ggplot2輕鬆繪製Pandas數據框：

注釋：載入安裝reticulate時，默認情況下都會在R Markdown中啟用Python引擎

3. 載入Python模塊

可以使用函數：import() 導入任何Python模塊並從R中調用它。例如，此代碼導入Python os模塊並調用函數：listdir()

library(reticulate)

os <- import("os")

os$listdir(".")

可以通過$運算符訪問Python模塊和類中的函數和其他數據（類似於與R列表，環境或引用類進行交互的方式）

4. 載入Python腳本

可以使用函數：source_python()獲取任何Python腳本，就像使用R腳本一樣。如果你有以下Python腳本：flights.py

import pandas

def read_flights(file):

flights = pandas.read_csv("flights.csv")

flights = flights[flights[dest] == "ORD"]

flights = flights[[carrier, dep_delay, arr_delay]]

flights = flights.dropna()

return flights

然後，你可以編寫腳本源代碼並按如下所示調用函數：read_flights()

source_python("flights.py")

flights <- read_flights("flights.csv")

library(ggplot2)

ggplot(flights, aes(carrier, arr_delay)) + geom_point() + geom_jitter()

5. Python REPL

如果你想以交互方式使用Python，則可以調用函數：repl_python()，該函數提供了嵌入在R會話中的Python REPL。在Python REPL中創建的對象，可以通過reticulate導出py對象，並在R中進行調用。例如：

Python REPL中輸入exit以返回到R提示符。同時，Python代碼還可以使用r對象訪問R會話中的對象（例如r.flights）

6. 類型轉換

當調用Python時，R數據類型會自動轉換為它們等效的Python類型。當值從Python返回到R時，它們會被轉換回R類型。類型轉換如下：

如果返回自定義類的Python對象，則返回該對象的R引用。

7. 更多學習

reticulate網站(https://rstudio.github.io/reticulate/) 包括了使用該軟體包的詳細文檔，主要包括：

1）Calling Python from R : 介紹從R訪問Python對象的各種方法以及可用於更高級的交互和轉換行為的函數。

2）R Markdown Python Engine : 提供有關在R Markdown文檔中使用Python塊的詳細信息，包括如何從R塊調用Python代碼，反之亦然。

3）Python Version Configuration Python版本配置 : 描述用於確定R會話中使用哪個版本的Python的工具。

4）Installing Python Packages : 有關從PyPI或Conda安裝Python軟體包的文檔，以及使用virtualenvs和Conda環境管理軟體包安裝的文檔。

5）Using reticulate in an R Package : 在R軟體包中使用reticulate的準則和最佳實踐。

6）Arrays in R and Python : 深層次討論R和Python中數組之間的差異以及對轉換和互操作性的影響。

參考資料：

1.reticulate網站: https://rstudio.github.io/reticulate/

2.源碼學習: https://github.com/rstudio/reticulate

3.問題反饋: https://github.com/rstudio/reticulate/issues

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