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05_curso_antigo:r2019:alunos:trabalho_final:rafael.chaves:funcao_vizinhos

Função Vizinhos

vizinhos <- function(locais,vizi,raio,min.vizi=0,croqui=TRUE) 
  ##gera a função "vizinhos", com os argumentos "locais", "vizi", "raio", "min.vizi" e "croqui". Esta função foi desenvolvida no âmbito da disciplina de R/USP-2019
	
	{ #abre os comandos da função
		
		##iniciam-se os testes de premissa
		
		if(ncol(locais)!=2) #estabelece teste de premissa 1, de que o objeto "locais" deve possuir exatamente duas colunas
			{ #apresenta consequência do argumento "locais" não possuir duas colunas
				stop("número de colunas do objeto 'locais' é diferente de 2") #para de rodar a função e apresenta aviso
			} # fecha o teste de premissa 1
			
		if(class(locais[,1])!="numeric" | class(locais[,2])!="numeric") #estabelece teste de premissa 2, de que as duas colunas do objeto "locais" devem ser da classe "numeric"
			{ #apresenta consequência de ao menos uma das colunas de "locais" não ser numérica
				stop("ao menos uma das colunas do objeto 'locais' não é numerica") #para de rodar a função e apresenta aviso
			} #fecha o teste de premissa 2
			
		if(ncol(vizi)!=2) #estabelece teste de premissa 3, de que o objeto "vizi" deve possuir exatamente duas colunas
			{ #apresenta consequência do argumento "vizi" não possuir duas colunas
				stop("número de colunas do objeto 'vizi' é diferente de 2") #para de rodar a função e apresenta aviso
			} #fecha o teste de premissa 3
			
		if(class(vizi[,1])!="numeric" | class(vizi[,2])!="numeric") #estabelece teste de premissa 4, de que as duas colunas do objeto "vizi" devem ser da classe "numeric"
			{ #apresenta consequência de ao menos uma das colunas de "vizi" não ser numérica
				stop("ao menos uma das colunas do objeto 'vizi' não é numerica") #para de rodar a função e apresenta aviso
			} #fecha o teste de premissa 4
			
		if(raio<=0) #estabelece teste de premissa 5, de que o argumento "raio" deve ter valor superior a zero
			{ #apresenta consequência de o raio ser igual ou inferior a zero
				stop("o 'raio' informado deve ser maior que zero") #para de rodar a função e apresenta aviso
			} #fecha o teste de premissa 5
			
		##iniciam-se as correções dos argumentos:
		
		if (sum(is.na(locais))>0) #controle de fluxo para verificar se há NAs no argumento "locais"
		{ #abre o controle de fluxo para a consequência de haver NAs em "locais"
			locais <- na.omit(locais) #remove as linhas do argumento "locais" que apresentarem NA para uma das duas coordenadas, e sobrescreve "locais"
			cat("\n\t aviso: as linhas de 'locais' contendo NA(s) foram excluídas \n\n\n") #apresenta aviso ao usuário
		} #fecha o controle de fluxo para quando há NAs em "locais"
		
		if (sum(is.na(vizi))>0) #controle de fluxo para verificar se há NAs no argumento "vizi"
		{ #abre o controle de fluxo para a consequência de haver NAs em "vizi"
			vizi <- na.omit(vizi) #remove as linhas do argumento "vizi" que apresentarem NA para uma das duas coordenadas, e sobrescreve "vizi"
			cat("\n\t aviso: as linhas de 'vizi' contendo NA(s) foram excluídas \n\n\n") #apresenta aviso ao usuário
		} #fecha o controle de fluxo para quando há NAs em "vizi"
		
		##iniciam-se os cálculos a partir dos argumentos informados
		
		n.locais <- nrow(locais) #cria objeto contendo o número de locais informado, extraído do argumento "locais"
		n.vizi <- nrow(vizi) #cria objeto contendo o número de vizinhos informado, extraído do argumento "vizi"
		dists <- matrix(NA, ncol=n.vizi, nrow=n.locais)	#gera a matriz de distâncias, que posteriormente receberá os valores das distâncias entre cada local (linhas da matriz) e cada um dos vizinhos (colunas da matriz). Assim, o número de linhas desta matriz corresponderá ao número de locais, enquanto o número de colunas corresponde ao número de vizinhos

for(i in 1:n.vizi) #gera o primeiro ciclo for para calcular as distâncias entre todos os "i" vizinhos e cada local informado
    { #abre o primeiro ciclo "for"
         for(j in 1:n.locais) #gera o segundo ciclo for, dentro do primeiro, para repetir o cálculo de distância entre os "j" locais aqui indicados e todos os "i" vizinhos indicados no primeiro ciclo
            { #abre o segundo ciclo "for". Os três próximos comandos são o cálculo da distância euclidiana entre dois pontos.
                dif.x2=(locais[j,1]-vizi[i,1])^2 #calcula o quadrado da diferença entre os valores de x do local e do vizinho testados
         		dif.y2=(locais[j,2]-vizi[i,2])^2 #calcula o quadrado da diferença entre os valores de y do local e do vizinho testados
         		dists[j,i]<-sqrt(dif.x2 + dif.y2) #calcula a raiz da soma dos quadrados dos catetos, chegando à distância euclidiana entre dois pontos, sendo que um dos pontos corresponde a um local testado e o outro corresponde a um vizinho testado
            } #fecha o segundo ciclo "for"
    } #fecha o primeiro ciclo "for"
		
		rank <- locais #cria novo data frame "rank" a partir do objeto "locais"
		rank$n.vizi <- rep(NA,n.locais) #cria nova coluna no data frame "rank", iniciamente preenchida por "NA"s
		for (i in 1:n.locais) #gera ciclo com "i" elementos, para realizar repetições em número igual ao número de locais. O objetivo é preencher, em cada ciclo, uma das linhas da nova coluna "n.vizi".
		{ #abre o ciclo "for"
			rank$n.vizi[i] <- sum(dists[i,]<=raio) #preenche a nova coluna "n.vizi" com o número de vizinhos de cada local que estão incluídos dentro do raio informado. O cálculo é feito a partir da soma do seguinte teste lógico: quais distâncias calculada na matriz "dists" são menores ou iguais ao valor informado no argumento "raio"?
		} #fecha o ciclo "for"
		
		rank <- rank[order(-rank[,3]), ] #ranqueia os locais em ordem decrescente com relação ao número de vizinhos englobados no "raio" informado. A terceira coluna do data frame "rank" é "n.vizi", e o símbolo "-" indica ordem descrescente. O data frame reordenado sobrescreve o objeto "rank" anterior.
		
		if(min.vizi) #controle de fluxo para especificar os casos em que tiver sido informado valor (deve ser inteiro) para o argumento "min.vizi"
        { #abre o controle de fluxo para quando "min.vizi" foi informado
        
        	if(class(min.vizi)!="integer") #cria controle de fluxo para verificar se o argumento "min.vizi" não é da classe "integer"
        	{ #apresenta consequência de resultado de "min.vizi" não ser da classe "integer"
        		min.vizi <- as.integer(min.vizi) #converte o argumento "min.vizi" para a classe "integer"
        		cat("\n\t aviso: o argumento 'min.vizi' foi convertido para a classe 'integer', resultando no número inteiro=",min.vizi,"\n\n\n") #apresenta aviso ao usuário
        	} #fecha o controle de fluxo da conversão de "min.vizi" em "integer"
        	
        		if(min.vizi<0) #cria o teste de premissa que exige que o argumento "min.vizi" seja maior que zero
        	{ #apresenta consequência de "min.vizi" ser negativo
        		stop("o argumento 'min.vizi' deve ser maior que zero") #para de rodar a função e apresenta aviso
        	} #fecha o teste de premissa de que "min.vizi" deve ser positivo
          rank <- rank[rank[,3] >= min.vizi, ] #sobrescreve o data frame "rank", apresentando apenas as linhas com valor de "n.vizi" maior ou igual ao argumento "min.vizi".
          locais <- rank [,-3] # sobrescreve o data frame "locais", apresentando apenas os locais com valor de "n.vizi" maior ou igual ao argumento "min.vizi", mas sem a coluna "n.vizi" que foi gerada para o objeto "rank". O objeto "locais" sobrescrito será usado posteriormente para gerar o croqui.
          n.locais <- nrow(locais) #sobrescreve o objeto "n.locais", para o atualizar quanto ao número de locais já ranqueados.
        } #fecha o controle de fluxo para quando "min.vizi" foi informado
	
		if(croqui) #controle de fluxo para gerar o croqui a critério do usuário. O padrão é croqui=TRUE.
		{ #abre o controle de fluxo para gerar o croqui
			if(class(croqui)!="logical") # estabelece teste de premissa de que o argumento "croqui" deve ser da classe "logical"
			{ #apresenta consequência de o argumento "croqui" não ser da classe "logical"
				stop("o argumento 'croqui' deve ser da classe 'logical'") #para de rodar a função e apresenta aviso
			} # fecha o teste de premissa de "croqui" ser "logical"
			
			##a partir daqui iniciam-se os comandos para visualização gráfica do croqui
			
			plot(vizi, col="green", pch=20, ylab="y", xlab="x") #plota as coordenadas x e y do data frame "locais", já considerando que as coordenadas x estão na primeira coluna e que as coordenadas y estão na segunda coluna. Os vizinhos aparecerão como círculos pequenos preenchidos na cor verde. Os nomes dos eixos constarão simplesmente como "x" e "y".
			points(locais,col="blue",pch=15) #plota as coordenadas x e y do data frame "locais", já considerando que as coordenadas x estão na primeira coluna e que as coordenadas y estão na segunda coluna. Os locais aparecerão como quadrados preenchidos na cor azul.
			require(plotrix) #chama o pacote "plotrix", que contém a função "draw.circle" usada no "for" a seguir
			
			for(i in 1:n.locais) #cria um ciclo "for" com o número de repetições equivalente ao número de locais ranqueados
			{ #abre o ciclo de repeticões para gerar as circunferências em torno dos locais ranqueados.
				draw.circle(x=locais[i,1],y=locais[i,2],radius=raio,nv=10000,border=NULL,col=rgb(1,0,0,0.3),lty=1) #desenha circunferências com o raio informado no argumento "raio" em torno dos locais ranqueados. Como parâmetros gráficos para o desenho, as circunferências terão 10000 vértices, linha contínua preta definindo o perímetro, e estarão preenchidas pela cor vermelha, com transparência de 30%.
			} #fecha o ciclo "for" para gerar as circunferências em torno dos locais ranqueados.
			
			if(require(plotrix)!=TRUE) #estabelece o teste de premissa de que o pacote 'plotrix' deve estar instalado
			{ #apresenta consequência do pacote 'plotrix' não estar instalado
				stop("o argumento 'croqui' requer a instalação do pacote 'plotrix'") #para a função e apresenta aviso
			} #fecha o teste de premissa da instalação do pacote 'plotrix'
		} #fecha o controle de fluxo para gerar o croqui
		
		colnames(rank) <- c("coord.x","coord.y","número de vizinhos") #altera nomes das colunas de "rank" para facilitar a compreensão do resultado
		cat("\n Locais ranqueados quanto ao número de vizinhos: \n\n") #insere texto informando do que se trata a tabela gerada como produto da função
		return(rank) #retorna, como principal produto da função, o objeto "rank", que consiste na tabela ranqueando os locais (pontos) em ordem decrescente com relação ao número de vizinhos englobados no "raio" de distância de cada local, já excluindo os locais com número de vizinho inferior a "min.vizi"
	
	} #fecha as linhas de comando da função "vizinhos"
05_curso_antigo/r2019/alunos/trabalho_final/rafael.chaves/funcao_vizinhos.txt · Última modificação: 2020/08/12 06:04 (edição externa)