我如何“本地”存储R中的六边形网格？

Question

如果我想在R中保存一些方格，那很容易做到。

说，

|    | 0    | 1     | 2     |
|----|------|-------|-------|
| 0  | TRUE | TRUE  | FALSE |
| 1  | NA   | FALSE | TRUE  |
| 2  | TRUE | TRUE  | FALSE |

存储为笛卡尔坐标系

m <- matrix(data = c(TRUE, TRUE, FALSE, NA, FALSE, TRUE, TRUE, TRUE, FALSE), nrow = 3, ncol = 3, byrow = FALSE)

和现有的方法和数学按预期工作：

apply(X = m, MARGIN = 2, FUN = "sum")
# [1]  2 NA  2
print(m)
#      [,1]  [,2]  [,3]
#[1,]  TRUE    NA  TRUE
#[2,]  TRUE FALSE  TRUE
#[3,] FALSE  TRUE FALSE

（我知道我也可以将reshape2::melt变成长形，但我喜欢它，因为这就是UI的样子）。

到目前为止，这么好，熟悉，直观。

---

现在进入六边形网格。

我从Amit Patel's marvellous/authoritative introduction to hex grids了解到，我真的应该使用立方体坐标系保存这样的网格，如上例所示，因为否则（= 2d笛卡尔坐标加偏移）线性代数运算不再起作用，并且随后会产生一般代码粗糙度。我明白了（我想）。

（有关详细信息，请再次参阅Amit Patel的精彩explainer）。

通过array()以宽泛的形式输入这些数据似乎是完全疯狂的，因为许多细胞甚至不存在（并且已经使用了NA）。所以我以长篇形式输入/存储，如下：

df <- rbind(c(1, 0, -1, FALSE), 
        c(0, 1, -1, NA),
        c(1, -1, 0, TRUE),
        c(0, 0, 0, TRUE),
        c(-1, 1, 0, FALSE),
        c(0, -1, 1, NA),
        c(-1, 0, 1, TRUE))
colnames(df) <- c("y", "x", "z", "value")
df
#      y  x  z value
#[1,]  1  0 -1     0
#[2,]  0  1 -1    NA
#[3,]  1 -1  0     1
#[4,]  0  0  0     1
#[5,] -1  1  0     0
#[6,]  0 -1  1    NA
#[7,] -1  0  1     1

这个数据框包含所有数据，但不以任何方式“知道”，x，y和z是对角线坐标。

我怎么能够：

1. 以宽泛的形式存储它，我可以很容易地使用线性和矩阵代数，
2. 使用既定方法（比如，colSums()或apply()）
3. 以及方便print这样的事情：

（SE甚至不会正确地突出显示这个打印的十六进制网格，因此截图。）

简而言之，在R中“原生”存储这样的六边形网格的优雅/推荐/规范方式是什么？

我隐约意识到我可能会为此实现自己的S3 OO，尽管我希望这可能已经以某种形式存在。我确实发现很多软件包在连续数据上进行十六进制分箱，但它们似乎没有处理存储六角网格，或者至少没有暴露这些内部结构。

Answer 1

1.以宽广的形式存储它，我可以很容易地使用线性和矩阵代数

也许，http://www.redblobgames.com/grids/hexagons/#coordinates中提到的轴向坐标是这里的最佳选择。这可以提供转换为i = x和j = y的标准ij矩阵的选项，您只需要指定要放入十六进制网格未覆盖的矩阵单元格中的内容（您自己的“NA”） ）。然后你可以像往常一样沿x和y维度操作，并且有一个矩形，只有空的三角形右上角和左下角三角形。 （这不是疯子，而是自然的方式。最好你必须在你的数据中为你的NA找到一个不同的解决方案。抱歉没有摆弄你的例子的代码。）

2.使用既定方法（比如colSums（）或apply（））

使用dplyr包你可以

df %>% as_data_frame() %>% group_by(x) %>% summarize(sum(value))

对固定的x等求和。

3.以及方便打印

我没有打印解决方案，但使用ggplot2显示标签可以解决问题

df %>% as_data_frame() %>% ggplot(aes(x=x+0.5*y, y=y, label=value)) + geom_text()

注意：这里提供的结果是您想要打印的翻版版本，但我希望您能自己找到合适的翻版。 x=x+0.5*y在这里为您提供您所瞄准的十六进制形状。使用x=x你只需要一个倾斜的六边形。

简而言之，在R中“原生”存储这样的六边形网格的优雅/推荐/规范方式是什么？

你已经找到了。对于计算，你使用你的df。对于存储，使用轴向效率要高一些。您可以轻松地提取z坐标。