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> sceList=lapply(samples,function(pro){ + #pro=samples[1] + print(pro) + tmp=Read10X(file.path(dir,pro)) + if(length(tmp)==2){ + ct=tmp[[1]] + }else{ct=tmp} + sce=CreateSeuratObject(counts=ct, + project=pro, + min.cells=5, + min.features=300) + return(sce) + }) [1] "GSE4119521" 警告: Feature names cannot have underscores ('_'), replacing with dashes ('-') [1] "GSE4119522" 警告: Feature names cannot have underscores ('_'), replacing with dashes ('-') [1] "GSE4119523" 警告: Feature names cannot have underscores ('_'), replacing with dashes ('-') [1] "GSE4119524" 警告: Feature names cannot have underscores ('_'), replacing with dashes ('-') [1] "GSE4119525" 警告: Feature names cannot have underscores ('_'), replacing with dashes ('-') [1] "GSE4119526" 警告: Feature names cannot have underscores ('_'), replacing with dashes ('-') [1] "GSE4119527" 警告: Feature names cannot have underscores ('_'), replacing with dashes ('-') [1] "GSE4119528" 警告: Feature names cannot have underscores ('_'), replacing with dashes ('-') [1] "GSE4119529" 警告: Feature names cannot have underscores ('_'), replacing with dashes ('-') [1] "GSE4119530" 警告: Feature names cannot have underscores ('_'), replacing with dashes ('-') [1] "GSE4119531" 错误于`[.data.frame`(feature.names, , gene.column): 选择了未定义的列

时间: 2025-07-14 17:57:03 浏览: 6
<think>嗯,用户给了一段R代码,是关于用Seurat处理单细胞数据的。看起来他们在用lapply循环处理多个样本,每个样本读取10X数据,然后创建Seurat对象。不过运行的时候出现了一些警告和一个错误。我需要帮他们分析哪里出问题了。 首先,警告信息说特征名不能有下划线,被替换成短横。这可能是因为基因名或者特征名里包含了下划线,而Seurat会自动替换。这个应该不会导致后面的错误,可能只是需要注意数据中的基因名格式。 然后错误出现在处理最后一个样本"GSE4119531"时,提示“选择了未定义的列”。错误信息指向`[.data.frame`,可能是在读取数据时,试图选择一个不存在的列。用户代码中用了Read10X函数,这个函数通常读取10X Genomics的数据,返回一个矩阵。但用户这里有个条件判断,如果tmp的长度是2,就取第一个元素,否则直接取tmp。可能这里的问题在于Read10X返回的结构发生了变化? 例如,Read10X在处理多个数据类型时(比如基因和抗体捕获),会返回一个列表,其中基因表达是第一个元素。但可能在某个样本中,返回的数据结构不同,导致ct不是预期的数据框或矩阵。当用户尝试用CreateSeuratObject时,counts参数可能需要一个矩阵,但实际可能传递了一个数据框,或者结构不正确,导致在内部处理时出错。 另外,错误信息提到“未定义的列”,可能是在gene.column参数指定的列不存在。比如,在Read10X读取的数据中,可能期望有一个特定的列名,但实际不存在。例如,当gene.column设置为某个数字或名称时,数据中可能没有对应的列,导致报错。 再看用户的代码,创建Seurat对象时使用了min.cells=5和min.features=300,这些是过滤细胞的参数,可能没问题。问题可能出在某个样本的数据读取上,特别是最后一个样本GSE4119531。可能该样本的数据文件结构不同,导致读取时列名不对,或者返回的对象结构不同。 需要检查该样本的数据目录是否正确,文件是否存在,以及文件内容是否符合10X格式(即包含genes.tsv、barcodes.tsv、matrix.mtx)。如果某个样本的文件有误,比如gene文件中的列数不足,或者gene.column参数不正确,就可能导致选择不存在的列。 另外,用户代码中的条件判断是否处理正确?比如,当length(tmp)==2时取第一个元素,但可能新的Seurat或Read10X版本返回的结构不同,需要确认。或者某些样本的数据包含更多的元素,导致条件判断错误,从而取到了不正确的数据对象。 可能解决方案包括:检查出错的样本数据文件是否正确;确认Read10X返回的结构,可能需要调整条件判断;或者在读取数据后检查ct对象的维度和结构,确保它是正确的矩阵。还可以尝试单独读取出错的样本,查看具体错误信息,从而定位问题所在。</think>这段代码是使用R语言中的Seurat包处理单细胞转录组数据的流程,主要功能是批量读取多个样本的10X Genomics数据并创建Seurat对象。下面是逐步解析和问题分析: --- ### **代码结构解析** 1. **循环处理样本** `lapply(samples, function(pro){...})` 表示对每个样本 `pro` 执行相同的操作,最终返回Seurat对象列表 `sceList`。 2. **读取10X数据** `tmp = Read10X(file.path(dir, pro))` 用于加载10X Genomics数据。数据路径由 `dir` 目录和样本名 `pro` 拼接而成。 3. **处理数据结构** - 若 `tmp` 是包含两个元素的列表(如基因表达矩阵 + 抗体捕获数据),则取第一个元素 `ct = tmp[[1]]`。 - 否则直接赋值 `ct = tmp`(默认基因表达矩阵)。 4. **创建Seurat对象** ```r sce = CreateSeuratObject( counts = ct, project = pro, min.cells = 5, # 过滤在少于5个细胞中表达的基因 min.features = 300 # 过滤检测到少于300个基因的细胞 ) ``` --- ### **警告信息分析** - **警告内容** `Feature names cannot have underscores ('_'), replacing with dashes ('-')` **原因**:基因名(如 `Gene_A`)包含下划线 `_`,但Seurat要求特征名仅使用短横线 `-`,因此自动替换。 **影响**:无需特殊处理,但需注意后续分析中基因名的统一性。 --- ### **错误信息分析** - **错误内容** `错误于[.data.frame(feature.names, , gene.column): 选择了未定义的列` **触发位置**:处理最后一个样本 `"GSE4119531"` 时,在 `Read10X` 或 `CreateSeuratObject` 步骤中。 - **可能原因** 1. **文件路径问题** 样本 `GSE4119531` 的目录 `file.path(dir, pro)` 不存在或文件损坏。 2. **基因名列不匹配** `Read10X` 默认从 `features.tsv` 第一列读取基因名,若文件格式不规范(如列数不足),会导致 `gene.column` 越界。 3. **数据对象类型错误** 该样本的 `tmp` 对象可能不是预期的矩阵或列表结构。 --- ### **解决方案** 1. **单独检查出错样本** ```r pro <- "GSE4119531" test <- Read10X(file.path(dir, pro)) # 检查 test 是否为 dgCMatrix 或 list print(class(test)) # 检查基因名是否可读取 head(rownames(test)) ``` 2. **验证文件完整性** - 确认 `GSE4119531` 目录包含以下文件: - `barcodes.tsv.gz`(细胞条形码) - `features.tsv.gz`(基因名) - `matrix.mtx.gz`(表达矩阵) - 解压后检查 `features.tsv` 的列数(应为3列)。 3. **指定基因名列**(可选) 在 `Read10X` 中显式指定基因名所在的列(通常为第1列): ```r tmp = Read10X(file.path(dir, pro), gene.column = 1) ``` 4. **更新Seurat包** 安装最新版本以修复潜在兼容性问题: ```r install.packages("Seurat") ``` --- ### **代码优化建议** ```r sceList <- lapply(samples, function(pro) { # 打印进度并添加错误捕获 message("Processing: ", pro) tryCatch({ data_path <- file.path(dir, pro) tmp <- Read10X(data_path) # 更稳健的判断逻辑 if (is.list(tmp)) { ct <- tmp[[grep("Gene", names(tmp))]] # 明确选择基因表达矩阵 } else { ct <- tmp } # 添加数据维度检查 stopifnot(!is.null(dim(ct))) CreateSeuratObject( counts = ct, project = pro, min.cells = 5, min.features = 300 ) }, error = function(e) { message("Error in sample ", pro, ": ", e$message) return(NULL) }) }) ``` --- ### **总结** 问题集中在样本 `GSE4119531` 的数据读取步骤,需重点检查文件路径、格式和基因名列定义。通过逐步调试和验证数据完整性,可快速定位并修复错误。
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# 4. 兼容性分析函数 -------------------------------------------------------- > lapply(names(sample_list), function(group){ + samples <- sample_list[[group]] + + if(length(samples) >= 3) { # 最低样本量调整为3 + expr_sub <- gene_express[, samples, drop = FALSE] + + # 创建参数对象(适配新版GSVA) + ssgsea_par <- ssgseaParam( + exprData = expr_sub, + geneSets = hallmark, + alpha = 0.25, + normalize = TRUE + ) + + # 执行分析并处理结果类型 + gsva_res <- tryCatch( + gsva(ssgsea_par), + error = function(e) { + message("分析失败:", e$message) + return(NULL) + } + ) + + # 兼容矩阵/SummarizedExperiment两种输出 + if(!is.null(gsva_res)) { + if(is.matrix(gsva_res)) { + res_df <- as.data.frame(t(gsva_res)) + } else { + res_df <- as.data.frame(t(assay(gsva_res))) + } + write.csv(res_df, paste0(group, "_Hallmark_ssGSEA.csv")) + } + } else { + message("跳过分组 ", group, " (n=", length(samples), ")") + } + }) ℹ GSVA version 2.0.5 ! 2464 genes with constant values throughout the samples ! Duplicated gene IDs removed from gene set HALLMARK_COAGULATION ! Duplicated gene IDs removed from gene set HALLMARK_COMPLEMENT ! Duplicated gene IDs removed from gene set HALLMARK_INFLAMMATORY_RESPONSE ℹ Calculating ssGSEA scores for 50 gene sets ℹ Calculating ranks ℹ Calculating rank weights ℹ Normalizing ssGSEA scores ✔ Calculations finished ℹ GSVA version 2.0.5 ! 2417 genes with constant values throughout the samples ! Duplicated gene IDs removed from gene set HALLMARK_COAGULATION ! Duplicated gene IDs removed from gene set HALLMARK_COMPLEMENT ! Duplicated gene IDs removed from gene set HALLMARK_INFLAMMATORY_RESPONSE ℹ Calculating ssGSEA scores for 50 gene sets ℹ Calculating ranks ℹ Calculating rank weights ℹ Normalizing ssGSEA scores ✔ Calculations finished ℹ GSVA version 2.0.5 ! 2620 genes with constant values throughout the samples ! Duplicated gene IDs removed from gene set HALLMARK_COAGULATION ! Duplicated gene IDs removed from gene set HALLMARK_COMPLEMENT ! Duplicated gene IDs removed from gene set HALLMARK_INFLAMMATORY_RESPONSE ℹ Calculating ssGSEA scores for 50 gene sets ℹ Calculating ranks ℹ Calculating rank weights ℹ Normalizing ssGSEA scores ✔ Calculations finished [[1]] NULL [[2]] NULL [[3]] NULL告诉我这种情况的处理方法

# 随机森林多分类模型 # packages 安装 —— install.packages("") setwd("D:/Rpackages") # packages 载入 —— library() library(randomForest) library(tidyverse) library(skimr) library(DataExplorer) library(caret) library(pROC) library(ggplot2) library(splines) library(reshape2) library(scales) library(ggprism) library(ggpubr) # 加载数据 boston <- read.csv(file.choose()) # 数据框转换 boston <- as.data.frame(boston) # boston <- na.pass(boston) # boston <- na.omit(boston) # na.action = na.omit 返回删除所有包含NA值的行的数据框或矩阵 # na.action = na.pass 将NA值传递给后续的计算,可能会导致结果中也出现NA # 查看数据概貌 skim(boston) # 查看数据缺失情况 plot_missing(boston) boston[is.na(boston)] <- 0 #将matrix(此处为boston)中的NA值替换为0,按需运行 # 数据类型修正,将boston中的i列转为factor,i 将依次取c()中的值 for (i in c(1:2)) { boston[,i] <- factor(boston[,i]) } # 因变量分布情况 table(boston$Class) # 拆分数据 set.seed(1) trains <- createDataPartition( y = boston$Class, p = 0.7, list = F ) traindata <- boston[trains,] testdata <- boston[-trains,] # # test:自选训练集测试集(无特殊可不理 # traindata <- read.csv(file.choose()) # traindata <- as.data.frame(traindata) # for (i in c(1:5)) { # traindata[,i] <- factor(traindata[,i]) # } # # testdata <- read.csv(file.choose()) # testdata <- as.data.frame(testdata) # for (i in c(1:5)) { # testdata[,i] <- factor(testdata[,i]) # } # 拆分后因变量分布 table(traindata$Class) table(testdata$Class) dim(boston) # # 构建公式,自变量列名~a到b列(colnames[a:b]) # # colnames(boston) 用于获取数据框的列名, # form_clsm <- as.formula( # paste0( # "class~", # paste(colnames(traindata)[3:112],collapse = "+") # ) # ) # form_clsm # # # 构建模型 # set.seed(100001) # fit_rf_clsm <- randomForest( # form_clsm, # data = traindata, # ntree = 500, # 默认500,error & trees不稳定需增加树的数量 # mtry = 6, # 每个节点可提供选择的变量数目(指定节点中用于二叉树的变量个数 # # 默认情况下数据集变量个数的二次方根(分类模型)或三分之一(预测模型)) # importance = T # importance = TRUE: 启用特征重要性计算 # # 随机森林会根据每个特征对模型性能的影响,计算出每个特征的重要性 # ) # print(fit_rf_clsm) # 定义训练集特征和目标变量 X_train <- traindata[, -(1:2)] #traindata中除第1、2列外的列为自变量 x y_train <- as.factor(traindata[, 2]) #traindata中第2列为因变量 y # # 创建随机森林分类模型(基准模型 # model <- randomForest(x = X_train, y = y_train, ntree = 500) # # # 创建训练控制对象 # ctrl <- trainControl(method = "repeatedcv", number = 5, repeats = 10) # # k 折交叉验证作为模型评估方法,小数据做重复10次5折交叉验证 # # # 进行参数调优 # # mtry参数调节 # grid1 <- expand.grid(mtry = c(48:52)) # 定义mtry范围 # # grid1 <- expand.grid(mtry = c(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100)) # # 进阶 # # num_features <- ncol(X_train) # # mtry_range <- floor(sqrt(num_features)) # 取平方根并向下取整 # # grid_mtry <- expand.grid(mtry = seq(max(2, mtry_range - 5), # # min(mtry_range + 5, num_features))) # # # 使用caret包进行调参 # rf_model <- train(x = X_train, y = y_train, # 自变量 x, 因变量 y # method = "rf", # 使用的模型方法为随机森林(rf) # trControl = ctrl, # tuneGrid = grid1,) # # 输出结果 # print(rf_model) # # # # 定义最佳mtry参数 # grid2 <- expand.grid(mtry = c(30)) # # # 定义模型列表,存储每一个模型评估结果 # modellist <- list() # # 调整的参数是决策树的数量 # for (ntree in seq(100, 2000, by=100)) { # seq函数构建一个集合,间距by = 100 # set.seed(101) # fit <- train(x = X_train, y = y_train, method="rf", # metric="Accuracy", tuneGrid=grid2, # trControl=ctrl, ntree=ntree) # key <- toString(ntree) # modellist[[key]] <- fit # } # # # compare results # results <- resamples(modellist) # # # 输出最佳模型和参数 # summary(results) # # # 可视化模型性能,accuracy越近1越好,kappa越近1越好 # bwplot(results) # 箱线图 # dotplot(results) # 点图 # densityplot(results) # 密度图 # 使用最佳参数训练模型 set.seed(1001) fit_rf_clsm <- randomForest(x = X_train, y = y_train, mtry = 50, ntree = 500, importance = T) print(fit_rf_clsm) # ntree参数与error之间的关系图示 plot(fit_rf_clsm,main = "ERROR & TREES") legend("top", legend = colnames(fit_rf_clsm$err.rate), lty = 1:6, col = 1:6, horiz = T, cex = 0.9) plot(randomForest::margin(fit_rf_clsm), main = '观测值被判断正确的概率图') # 变量重要性 varImpPlot(fit_rf_clsm,main ="varImpPlot") varImpPlot(fit_rf_clsm,main = "varImpPlot",type = 1) varImpPlot(fit_rf_clsm,main = "varImpPlot",type = 2) importance_genus <- data.frame(importance(fit_rf_clsm)) importance_genus <- importance_genus[order(importance_genus$MeanDecreaseGini, decreasing=TRUE),] importance_genus <- importance_genus[order(importance_genus$MeanDecreaseAccuracy, decreasing=TRUE),] head(importance_genus) write.table(importance_genus,"importance_genus_DaChuang_SiteClass_unexposed20250209.txt", sep = '\t',col.names = NA,quote = FALSE) # 保存重要特征到文件 # # 预测 # # 训练集预测概率 # trainpredprob <- predict(fit_rf_clsm,newdata = traindata,type = "prob") # # 训练集ROC # multiclass.roc(response = traindata$class,predictor = trainpredprob) # # 训练集预测分类 # trainpredlab <- predict(fit_rf_clsm,newdata = traindata,type = "Class") # # 训练集混淆矩阵 # confusionMatrix_train <- confusionMatrix(data = trainpredlab, # reference = traindata$Class, # mode = "everything") # # 训练集综合结果 # multiClassSummary( # data.frame(obs = traindata$Class,pred=trainpredlab), # lev = levels(traindata$Class) # ) # # # # 作图展示 top N 重要的 OTUs # varImpPlot(fit_rf_clsm, n.var = min(20, nrow(fit_rf_clsm$importance)), # main = 'Top 20 - variable importance') # # # 测试集预测概率 # # X_test <- testdata[, -(1:2)] #testdata中除第1、2列外的列为自变量 x # # y_test <- as.factor(testdata[, 2]) #testdata中第2列为因变量 y # testpredprob <- predict(fit_rf_clsm,newdata = testdata,type = "prob") # # 测试集ROC # multiclass.roc(response = testdata$Class,predictor = testpredprob) # # 测试集预测分类 # testpredlab <- predict(fit_rf_clsm,newdata = testdata,type = "Class") # # 测试集混淆矩阵 # confusionMatrix_test <- confusionMatrix(data = testpredlab, # reference = testdata$Class, # mode = "everything") # confusionMatrix_test # # 测试集综合结果 # multiClassSummary( # data.frame(obs = testdata$Class,pred=testpredlab), # lev = levels(testdata$Class) # ) # 交叉验证帮助选择特定数量的特征 # 5次重复十折交叉验证 set.seed(10001) otu_train.cv <- replicate(5, rfcv(traindata[,-(1:2)], # 除去第a到b列(a:b) traindata$Class, cv.fold = 10, step = 1.5), simplify = FALSE) otu_train.cv <- data.frame(sapply(otu_train.cv, '[[', 'error.cv')) otu_train.cv$otus <- rownames(otu_train.cv) otu_train.cv <- reshape2::melt(otu_train.cv, id = 'otus') otu_train.cv$otus <- as.numeric(as.character(otu_train.cv$otus)) otu_train.cv.mean <- aggregate(otu_train.cv$value, by = list(otu_train.cv$otus), FUN = mean) head(otu_train.cv.mean, 18) # 绘图观察拐点 p <- ggplot(otu_train.cv,aes(otus,value)) + geom_smooth(se = FALSE, method = 'glm',formula = y~ns(x,6)) + theme(panel.grid = element_blank(), panel.background = element_rect(color = 'black',fill = 'transparent')) + labs(title = '',x='Number of genus',y='Cross-validation error') p # 在横坐标(xintecept)绘制竖线 p + geom_vline(xintercept = 160) # # 备用 # p2 <- ggplot(otu_train.cv,aes(otus,value)) + # geom_line() + # theme(panel.grid = element_blank(), # panel.background = element_rect(color = 'black', fill = 'transparent')) + # labs(title = '',x = 'Number of OTUs', y = 'Cross-validation error') # p2 # # p2 + geom_vline(xintercept = 30) # 大约提取前 N个重要的特征 importance_genus[1:160,] # importance_Ngenus <- importance_genus[1:160,] # # 输出表格 # write.table(importance_genus[1:70, ], # 'importance_genus_top70_of_zhangxiaofeng_human_drowning.txt', # sep = '\t', col.names = NA, quote = FALSE) # # 变量重要性 # varImpPlot(fit_rf_clsm,main ="varImpPlot") # varImpPlot(fit_rf_clsm,main = "varImpPlot",type = 1) # varImpPlot(fit_rf_clsm,main = "varImpPlot",type = 2) # # varImpPlot(fit_rf_clsm, n.var = min(160, nrow(fit_rf_clsm$importance)), # min(num,)处的num为图中的菌属数量 # main = 'Top 19 - variable importance',type = 1) # 简约分类器(只取部分高影响的自变量) # 选择 top N 重要的 OTUs,例如上述已经根据“Mean Decrease Accuracy”排名获得 genus_select <- rownames(importance_genus)[1:160] # 数据子集的训练集和测试集 genus_train_top <- traindata[ ,c(genus_select, 'Class')] genus_test_top<- testdata[ ,c(genus_select, 'Class')] # set.seed(10001) # form_clsm1 <- as.formula( # paste0( # "class~", # paste(colnames(genus_train_top)[1:10],collapse = "+") # ) # ) # 构建模型 # fit_rf_clsm1 <- randomForest( # form_clsm1, # data = genus_train_top, # ntree = 500, # mtry = 6, # importance = T # ) x_train1 <- genus_train_top[, -160 - 1] # 自变量 x y_train1 <- as.factor(genus_train_top[, 160 + 1]) # 因变量 y # fit_rf_clsm_test1 <- randomForest(x = x_train1, # y = y_train1, # ntree = 500, # 增加树的数量以提高稳定性 # importance = TRUE # 启用特征重要性计算 # ) # # fit_rf_clsm_test1 # # # 5 折交叉验证,重复 10 次 # ctrl1 <- trainControl(method = "repeatedcv", number = 5, repeats = 10) # # # 定义 mtry 和 ntree 的参数范围 # grid3 <- expand.grid(mtry = c(2:15)) # 定义mtry范围 # # # 进阶 # # num_features <- ncol(X_train) # # mtry_range <- floor(sqrt(num_features)) # 取平方根并向下取整 # # grid_mtry <- expand.grid(mtry = seq(max(2, mtry_range - 5), # # min(mtry_range + 5, num_features))) # # # 使用caret包进行调参 # fit_rf_clsm_test2 <- train(x = x_train1, y = y_train1, # 自变量 x, 因变量 y # method = "rf", # 使用的模型方法为随机森林(rf) # trControl = ctrl1, # tuneGrid = grid3,) # # 输出结果 # print(fit_rf_clsm_test2) # # # 定义最佳mtry参数 # grid4 <- expand.grid(mtry = c(16)) # # # 定义模型列表,存储每一个模型评估结果 # modellist1 <- list() # # 调整的参数是决策树的数量 # for (ntree in seq(100, 2000, by=100)) { # seq函数构建一个集合,间距by = 100 # set.seed(100003) # fit1 <- train(x = x_train1, y = y_train1, method="rf", # metric="Accuracy", tuneGrid=grid4, # trControl=ctrl1, ntree=ntree) # key1 <- toString(ntree) # modellist1[[key1]] <- fit1 # } # # # compare results # results1 <- resamples(modellist1) # # # 输出最佳模型和参数 # summary(results1) # # # 可视化模型性能,accuracy越近进1越好,kappa越近1越好 # bwplot(results1) # 箱线图 # dotplot(results1) # 点图 # densityplot(results1) # 密度图 # 使用最佳参数训练模型 set.seed(1) fit_rf_clsm1 <- randomForest(x = x_train1, y = y_train1, mtry = 12, ntree = 500, importance = T) print(fit_rf_clsm1) # # "ERROR & TREES" # plot(fit_rf_clsm1,main = "ERROR & TREES") # # # plot(randomForest::margin(fit_rf_clsm1), main = '观测值被判断正确的概率图') # # 预测 # # 训练集预测概率 # trainpredprob <- predict(fit_rf_clsm1,newdata = genus_train_top,type = "prob") # # 训练集ROC # multiclass.roc(response = genus_train_top$Class,predictor = trainpredprob) # # 训练集预测分类 #trainpredlab <- predict(fit_rf_clsm1,newdata = genus_train_top,type = "Class") # # 训练集混淆矩阵 # confusionMatrix(data = trainpredlab, # reference = genus_train_top$Class, # mode = "everything") # 预测 # 测试集预测概率 # x_test1 <- genus_test_top[, -11] # 自变量 x # y_test1 <- as.factor(genus_test_top[, 11]) # 因变量 y testpredprob <- predict(fit_rf_clsm1,newdata = genus_test_top,type = "prob") write.table(testpredprob, file = "D:/Rpackages/testpredprob.txt", sep = "\t", row.names = FALSE, col.names = TRUE) # 测试集ROC multiclass.roc(response = genus_test_top$Class,predictor = testpredprob) # 测试集预测分类 testpredlab <- predict(fit_rf_clsm1,newdata = genus_test_top,type = "Class") # 测试集混淆矩阵 confusion_matrix <- confusionMatrix(data = testpredlab, reference = genus_test_top$Class, mode = "everything") # 测试集综合结果 multiClassSummary( data.frame(obs = genus_test_top$Class,pred=testpredlab), lev = levels(genus_test_top$Class) ) # 查看样本预测结果 results <- data.frame(Actual = genus_test_top$Class, Predicted = testpredlab) # 测试集预测分类 # testpredlab <- predict(fit_rf_clsm1,newdata = testdata,type = "class") # t <- table(testpredlab,testdata$class) # acc = sum(diag(t))/nrow(testdata)*100 # print(paste("模型准确率为:",round(acc,4),sep='')) # 绘制混淆矩阵热图(内容复杂,好汉谨慎处之) # confusion_matrix是混淆矩阵对象 # 转换混淆矩阵为数据框 roc1 <- multiclass.roc(response = genus_test_top$Class,predictor =testpredprob[,1:6]) roc1 <- multiclass.roc(response = genus_test_top$Class,predictor =testpredprob[,1]) plot(roc1$rocs[[1]],col="#1f77b4",print.auc = TRUE,print.auc.x=0.8,print.auc.y=0.8) roc2 <- multiclass.roc(response = genus_test_top$Class,predictor =testpredprob[,2]) plot(roc2$rocs[[1]],add=TRUE,col="#ff7f0e",print.auc = TRUE,print.auc.x=0.6,print.auc.y=0.6) roc3 <- multiclass.roc(response = genus_test_top$Class,predictor =testpredprob[,3]) plot(roc3$rocs[[1]],add=TRUE,col="#2ca02c",print.auc=TRUE,print.auc.x=0.5,print.auc.y=0.5) roc4 <- multiclass.roc(response = genus_test_top$Class,predictor =testpredprob[,4]) plot(roc4$rocs[[1]],add=TRUE,col="#d62728",print.auc=TRUE,print.auc.x=0.4,print.auc.y=0.4) roc5 <- multiclass.roc(response = genus_test_top$Class,predictor =testpredprob[,5]) plot(roc5$rocs[[1]],add=TRUE,col="#9467bd",print.auc=TRUE,print.auc.x=0.3,print.auc.y=0.3) roc6 <- multiclass.roc(response = genus_test_top$Class,predictor =testpredprob[,6]) plot(roc1$rocs[[6]], add = TRUE, col = "#8c564b", print.auc = TRUE, print.auc.x = 0.2, print.auc.y = 0.2) # confusion_matrix_df <- as.data.frame.matrix(confusion_matrix$table) # colnames(confusion_matrix_df) <- c("F","H") # rownames(confusion_matrix_df) <- c("F","H") # # #c("1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "10", "11", "12", "13", "14", "15") # colnames(confusion_matrix_df) <- c("01", "02", "03", "04", "05", "06", "07", "08", "09", "10", "11", "12", "13", "14", "15") # rownames(confusion_matrix_df) <- c("01", "02", "03", "04", "05", "06", "07", "08", "09", "10", "11", "12", "13", "14", "15") # # 计算归一化值 # draw_data <- round(confusion_matrix_df / colSums(confusion_matrix_df),2) # draw_data <- as.data.frame(t(draw_data)) #使用t()函数转换draw_data的行列,原本列为真实类别,现转为行 # draw_data$real <- rownames(draw_data) #提取行名作为新生成列real的类别 # draw_data <- melt(draw_data) #将宽格式的数据框转换为长格式 # # # 绘制矩阵热图 # confusion1 <- ggplot(draw_data, aes(real, variable, fill = value)) + # geom_tile() + # geom_text(aes(label = scales::percent(value))) + # scale_fill_gradient(low = "#F0F0F0", high = "#3575b5") + # labs(x = "Prediction", y = "Reference", title = "Confusion matrix") + # theme_prism(border = T) + # theme(panel.border = element_blank(), # axis.ticks.y = element_blank(), # axis.ticks.x = element_blank(), # legend.position="right", # plot.title = element_text(hjust = 0.5)) # # confusion1 # # 二分类ROC曲线绘制 # # 计算ROC曲线的参数 # roc_obj <- roc(response = genus_test_top$class, predictor = testpredprob[, 2]) # roc_auc <- auc(roc_obj) # # 将ROC对象转换为数据框 # roc_data <- data.frame(1 - roc_obj$specificities, roc_obj$sensitivities) # # 绘制ROC曲线 # ROC1 <- ggplot(roc_data, aes(x = 1 - roc_obj$specificities, y = roc_obj$sensitivities)) + # geom_line(color = "#0073C2FF", size = 1) + # annotate("segment", x = 0, y = 0, xend = 1, yend = 1, linetype = "dashed", color = "gray") + # annotate("text", x = 0.8, y = 0.2, label = paste("AUC =", round(roc_auc, 3)), size = 4, color = "black") + # coord_cartesian(xlim = c(0, 1), ylim = c(0, 1)) + # theme_pubr() + # labs(x = "1 - Specificity", y = "Sensitivity") + # ggtitle("ROC Curve") + # theme(plot.title = element_text(size = 14, face = "bold")) + # theme_prism(border = T) # ROC1 # # # 计算 ROC 和 AUC # roc_obj <- roc(response = genus_test_top$class, predictor = testpredprob[, 2]) # roc_auc <- auc(roc_obj) # # # 将 ROC 对象转换为数据框 # roc_data <- data.frame( # FPR = 1 - roc_obj$specificities, # TPR = roc_obj$sensitivities # ) # # # 平滑处理 # smooth_roc <- data.frame( # FPR = spline(roc_data$FPR, n = 500)$x, # TPR = spline(roc_data$TPR, n = 500)$y # ) # # # 绘制平滑后的 ROC 曲线 # ROC1 <- ggplot(smooth_roc, aes(x = FPR, y = TPR)) + # geom_line(color = "#0073C2FF", size = 1) + # annotate("segment", x = 0, y = 0, xend = 1, yend = 1, linetype = "dashed", color = "gray") + # annotate("text", x = 0.8, y = 0.2, label = paste("AUC =", round(roc_auc, 2)), size = 4, color = "black") + # coord_cartesian(xlim = c(0, 1), ylim = c(0, 1)) + # theme_pubr() + # labs(x = "1 - Specificity", y = "Sensitivity") + # ggtitle("Smoothed ROC Curve") + # theme(plot.title = element_text(size = 14, face = "bold")) + # theme_prism(border = T) # # ROC1 # # geom_smooth(se = FALSE, method = 'glm',formula = y~ns(x,6)) # # # 保存模型 # saveRDS(fit_rf_clsm, # file = "D:/Documents/R.data/fit_rf_clsm1_UnSimplifiedSiteClass_ConcernGender_UnexposedTop19_240209.rds") # # # 读取模型 # fit_rf_clsm1 <- readRDS("D:/Documents/R.data/fit_rf_clsm1_hand_Simplified_240102.rds") # # # 读取待分类数据 # testdata1 <- read.csv(file.choose()) # testdata1 <- as.data.frame(testdata) # for (i in c(1:2)) { # testdata1[,i] <- factor(testdata1[,i]) # } # # # 应用 # # 待分类数据集预测概率 # testpredprob <- predict(fit_rf_clsm1, newdata = testdata1, type = "prob") # # 测试集ROC # multiclass.roc(response = testdata1$class, predictor = testpredprob) # # 待分类数据集预测分类 # testpredlab <- predict(fit_rf_clsm1, newdata = testdata1,type = "class") # # 待分类数据集混淆矩阵 # confusion_matrix <- confusionMatrix(data = testpredlab, # reference = testdata1$class, # mode = "everything") # # 待分类数据集综合结果 # multiClassSummary( # data.frame(obs = testdata1$class,pred=testpredlab), # lev = levels(testdata1$class) # ) # # # 查看样本分类结果 # results <- data.frame(Actual = testdata1$class, Predicted = testpredlab) (这是整个的代码,testpredprob <- predict(fit_rf_clsm1,newdata = genus_test_top[1:5, ],type = "prob"),跑不下来)

library(nloptr) library(cluster) library(data.table) library(purrr) library(iterators) library(parallel) library(doParallel) registerDoParallel(cores = 7) # 根据实际CPU核心数调整 T <- 507 # 时间期数 K <- 94 # 特征数 G <- 6 # 组数 #=============================== # 0. 数据预处理(提前分割数据) #=============================== # 转换为数据框 df_standard <- as.data.frame(df_standard) # 假设 df_standard 包含 year_m, chara_name, ia_col, ret 等列 setDT(df_standard) # 转换为data.table加速 # 按 sample_ym 的顺序提取子数据表 split_data <- lapply(sample_ym, function(year) { df_standard[year_m == year] }) # 预计算每个时间点的公司数量N N <- df_standard[, .(N = .N), by = year_m][order(year_m)] #=============================== # 1. 生成数据列表(避免循环内重复筛选) #=============================== data_list <- map(split_data, ~{ X_t <- as.matrix(.x[, c(chara_name, ia_col), with = FALSE]) R_t <- .x$ret list(X = X_t, R = R_t) }) #=============================== # 2. 计算availability矩阵 #=============================== # 标记特征k在时间t是否可用(至少有一个非缺失值) availability <- matrix(FALSE, nrow = K, ncol = T) for (t in 1:T) { X_t <- data_list[[t]]$X availability[, t] <- apply(X_t, 2, function(col) any(!is.na(col))) } #=============================== # 3. 构造稀疏设计矩阵(高效实现) #=============================== # 预先生成所有块矩阵(使用replace快速处理NA) X_blocks <- map2(data_list, 1:T, function(data, t) { X_t <- data$X X_t[, !availability[, t]] <- 0 # 不可用特征列置0 X_t[is.na(X_t)] <- 0 # 缺失值置0 X_t }) # 直接构造块对角稀疏矩阵 X_block <- bdiag(X_blocks) X_block <- as(X_block, "CsparseMatrix") # 合并收益率向量 R_all <- unlist(map(data_list, "R")) #=============================== # 3. 初始化参数(处理缺失值) #=============================== lambda <- 5 gamma = t(gamma) #排除掉nan的值 gamma[is.na(gamma)] <- 0 alpha_g = t(alpha_g) #=============================== # 4. 定义目标函数与梯度(严格乘积项) #=============================== objective <- function(gamma_vec, alpha, availability, X_block, R_all, lambda) { gamma <- matrix(gamma_vec, nrow = K, ncol = T) pred <- as.vector(X_block %*% c(gamma)) # 自动跳过缺失值(对应位置为0) error <- sum((R_all - pred)^2) penalty <- 0 for (k in 1:1) { valid_t <- which(availability[k, ]) if (length(valid_t) == 0) next # 跳过全缺失特征 product_term <- 1 for (g in 1:1) { gamma_k_valid <- gamma[k, valid_t] alpha_g_valid <- alpha[g, valid_t] product_term <- product_term * sqrt(sum((gamma_k_valid - alpha_g_valid)^2 + 1e-8)) } penalty <- penalty + product_term } obj = error + lambda * penalty print(obj) return(obj) } gradient <- function(gamma_vec, alpha, availability, X_block, R_all, lambda) { print('ok') K <- nrow(availability) T <- ncol(availability) G <- nrow(alpha) gamma <- matrix(gamma_vec, nrow = K, ncol = T) # 预计算预测误差项的梯度 pred <- as.vector(X_block %*% gamma_vec) error_grad <- (2 / length(R_all)) * crossprod(X_block, (pred - R_all)) # 预计算惩罚项的梯度 penalty_grad <- matrix(0, nrow = K, ncol = T) for (k in 1:K) { valid_t <- which(availability[k, ]) if (length(valid_t) == 0) next gamma_k <- gamma[k, valid_t] norms <- sapply(1:G, function(g) { sqrt(sum((gamma_k - alpha[g, valid_t])^2) + 1e-8) }) product <- prod(norms) for (g in 1:G) { term <- (gamma_k - alpha[g, valid_t]) / norms[g] term <- term * (product / norms[g]) penalty_grad[k, valid_t] <- penalty_grad[k, valid_t] + term } } penalty_grad <- lambda * penalty_grad # 合并梯度 total_grad <- error_grad + c(penalty_grad) return(total_grad) } #=============================== # 5. 交替优化主循环 #=============================== max_iter <- 20 tol <- 1e-1 converged <- FALSE for (iter in 1:max_iter) { #记录次数 print(iter) gamma_old <- gamma alpha_old <- alpha_g # --- 步骤1:固定α,优化γ --- opts <- list( algorithm = "NLOPT_LD_MMA", # 更适合非凸问题的算法 xtol_rel = 1e-4, # 降低收敛精度要求 maxeval = 10 # 减少每次迭代的最大评估次数 ) result <- nloptr( x0 = c(gamma), eval_f = function(x) objective(x, alpha_g, availability, X_block, R_all, lambda), #梯度的方向 eval_grad_f = function(x) gradient(x, alpha_g, availability, X_block, R_all, lambda), opts = opts ) gamma <- matrix(result$solution, nrow = K, ncol = T) # --- 步骤2:固定γ,更新α和分组 --- dist_matrix <- foreach(k = 1:K, .combine = "rbind") %dopar% { valid_t <- which(availability[k, ]) if (length(valid_t) == 0) return(rep(Inf, G)) gamma_k_valid <- gamma[k, valid_t] sapply(1:G, function(g) { alpha_g_valid <- alpha[g, valid_t] sqrt(sum((gamma_k_valid - alpha_g_valid)^2)) }) } groups <- apply(dist_matrix, 1, which.min) # alpha更新 alpha_g <- matrix(NA, nrow = G, ncol = T) for (g in 1:G) { members <- which(groups == g) if (length(members) > 0) { alpha_g[g, ] <- colMeans(gamma[members, , drop = FALSE], na.rm = TRUE) } } delta_gamma <- max(abs(gamma - gamma_old), na.rm = TRUE) delta_alpha <- max(abs(alpha_g - alpha_old), na.rm = TRUE) cat(sprintf("Iter %d: Δγ=%.4f, Δα=%.4f\n", iter, delta_gamma, delta_alpha)) if (delta_gamma < tol && delta_alpha < tol) break }Error in nloptr(x0 = c(gamma), eval_f = function(x) objective(x, alpha_g, : REAL() can only be applied to a 'numeric', not a 'S4'

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VC图像编程全面资料及程序汇总

【标题】:"精通VC图像编程资料全览" 【知识点】: VC即Visual C++,是微软公司推出的一个集成开发环境(IDE),专门用于C++语言的开发。VC图像编程涉及到如何在VC++开发环境中处理和操作图像。在VC图像编程中,开发者通常会使用到Windows API中的GDI(图形设备接口)或GDI+来进行图形绘制,以及DirectX中的Direct2D或DirectDraw进行更高级的图形处理。 1. GDI(图形设备接口): - GDI是Windows操作系统提供的一套应用程序接口,它允许应用程序通过设备无关的方式绘制图形。 - 在VC图像编程中,主要使用CDC类(设备上下文类)来调用GDI函数进行绘制,比如绘制线条、填充颜色、显示文本等。 - CDC类提供了很多函数,比如`MoveTo`、`LineTo`、`Rectangle`、`Ellipse`、`Polygon`等,用于绘制基本的图形。 - 对于图像处理,可以使用`StretchBlt`、`BitBlt`、`TransparentBlt`等函数进行图像的位块传输。 2. GDI+: - GDI+是GDI的后继技术,提供了更丰富的图形处理功能。 - GDI+通过使用`Graphics`类来提供图像的绘制、文本的渲染、图像的处理和颜色管理等功能。 - GDI+引入了对矢量图形、渐变色、复杂的文本格式和坐标空间等更高级的图形处理功能。 - `Image`类是GDI+中用于图像操作的基础类,通过它可以进行图像的加载、保存、旋转、缩放等操作。 3. DirectX: - DirectX是微软推出的一系列API集合,用于在Windows平台上进行高性能多媒体编程。 - DirectX中的Direct2D是用于硬件加速的二维图形API,专门用于UI元素和简单的图形渲染。 - DirectDraw主要用于硬件加速的位图操作,比如全屏游戏开发中的画面渲染。 4. 位图操作: - 在VC图像编程中,位图操作是一个重要的部分。需要了解如何加载、保存和处理位图(BMP)文件。 - 可以使用位图文件格式的解析,来访问位图的像素数据,进行像素级别的图像处理和修改。 5. 高级图像处理技术: - 包括图像滤镜、图像转换、图像压缩和解压缩技术。 - 需要掌握一些图像处理算法,比如卷积、FFT(快速傅里叶变换)、DCT(离散余弦变换)等。 - 了解图像的色彩空间转换,比如RGB到YUV的转换,这在视频处理中非常重要。 6. 图像库的使用: - 除了直接使用API进行图像处理之外,还可以使用开源的图像处理库,如OpenCV。 - OpenCV是一个跨平台的计算机视觉和机器学习软件库,它提供了很多高级的图像处理功能。 【压缩包子文件的文件名称列表】: VC++ 文件名称列表显示为"VC++",这表明文件包中可能包含了Visual C++的项目、源代码文件、动态链接库(DLLs)、编译器设置、链接器设置等。如果要使用这些文件进行VC图像编程,需要确保Visual C++开发环境已经安装并且配置好,同时需要安装好所有依赖的库和工具。 要开始VC图像编程,开发者需要具备C++编程基础,熟悉Windows编程概念,并且对图形学有一定的了解。掌握VC图像编程技巧,对于进行桌面应用程序开发、图像处理软件开发以及游戏开发等都是至关重要的。
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标题:“jsf开发完整JAR包”所指的知识点: 1. JSF全称JavaServer Faces,是Java EE(现EE4J)规范之一,用于简化Java Web应用中基于组件的用户界面构建。JSF提供了一种模型-视图-控制器(MVC)架构的实现,使得开发者可以将业务逻辑与页面表示分离。 2. “开发完整包”意味着这个JAR包包含了JSF开发所需的所有类库和资源文件。通常来说,一个完整的JSF包会包含核心的JSF库,以及一些可选的扩展库,例如PrimeFaces、RichFaces等,这些扩展库提供了额外的用户界面组件。 3. 在一个项目中使用JSF,开发者无需单独添加每个必要的JAR文件到项目的构建路径中。因为打包成一个完整的JAR包后,所有这些依赖都被整合在一起,极大地方便了开发者的部署工作。 4. “解压之后就可以直接导入工程中使用”表明这个JAR包是一个可执行的归档文件,可能是一个EAR包或者一个可直接部署的Java应用包。解压后,开发者只需将其内容导入到他们的IDE(如Eclipse或IntelliJ IDEA)中,或者将其放置在Web应用服务器的正确目录下,就可以立即进行开发。 描述中所指的知识点: 1. “解压之后就可以直接导入工程中使用”说明这个JAR包是预先配置好的,它可能包含了所有必要的配置文件,例如web.xml、faces-config.xml等,这些文件是JSF项目运行所必需的。 2. 直接使用意味着减少了开发者配置环境和处理依赖的时间,有助于提高开发效率。 标签“jsf jar包”所指的知识点: 1. 标签指明了JAR包的内容是专门针对JSF框架的。因此,这个JAR包包含了JSF规范所定义的API以及可能包含的具体实现,比如Mojarra或MyFaces。 2. “jar包”是一种Java平台的归档文件格式,用于聚合多个文件到一个文件中。在JSF开发中,JAR文件经常被用来打包和分发库或应用程序。 文件名称列表“jsf”所指的知识点: 1. “jsf”文件名可能意味着这是JSF开发的核心库,它应该包含了所有核心的JavaServer Faces类文件以及资源文件。 2. 如果是使用特定版本的JSF,例如“jsf-2.2.jar”,则表明文件内包含了对应版本的JSF实现。这种情况下,开发者必须确认他们所使用的Web服务器或应用程序服务器支持该版本的JSF。 3. 文件名称也可能是“jsf-components.jar”、“jsf-impl.jar”等,表明这个JAR包是JSF的一个子模块或特定功能组件。例如,“jsf-components.jar”可能包含了一系列用于在JSF应用中使用的自定义组件。 4. 对于开发者而言,了解文件名称中所蕴含的信息非常重要,因为这将决定他们需要下载哪些JAR包来满足特定项目的需求。 综合以上信息,开发者在使用JSF进行Java Web应用开发时,会通过一个预先配置好的JAR包来快速地搭建和启动项目。这样做不仅简化了项目初始化的过程,也使得开发者能够更加聚焦于业务逻辑的实现和界面设计,而不必深究底层框架配置的细节。
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直接访问子路由是吧

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