假设我们有一个包含多个data.csv文件的文件夹,每个文件包含相同数量的变量,但每个变量来自不同的时间。 在R中是否有一种方法可以同时导入它们而不是逐个导入?
我的问题是我有大约2000个数据文件要导入,并且只能通过使用代码单独导入它们:
read.delim(file="filename", header=TRUE, sep="\t")
效率不高。
假设我们有一个包含多个data.csv文件的文件夹,每个文件包含相同数量的变量,但每个变量来自不同的时间。 在R中是否有一种方法可以同时导入它们而不是逐个导入?
我的问题是我有大约2000个数据文件要导入,并且只能通过使用代码单独导入它们:
read.delim(file="filename", header=TRUE, sep="\t")
效率不高。
当前回答
在我看来,大多数其他答案都被里约热内卢::import_list淘汰了,这是一个简洁的一行程序:
library(rio)
my_data <- import_list(dir("path_to_directory", pattern = ".csv"), rbind = TRUE)
任何额外的参数都传递给里约热内卢::import。里约热内卢几乎可以处理R可以读取的任何文件格式,而且它使用数据。桌子的fread在可能的地方,所以它也应该快。
其他回答
如下所示,每个数据帧都应该作为单个列表中的单独元素:
temp = list.files(pattern="*.csv")
myfiles = lapply(temp, read.delim)
这里假设您将这些csv文件放在一个目录(您当前的工作目录)中,并且它们都具有小写扩展名.csv。
如果你想把这些数据帧组合成一个单一的数据帧,请参考其他答案中的解决方案,如do.call(rbind,…),dplyr::bind_rows()或data.table::rbindlist()。
如果你真的想要每个数据帧在一个单独的对象中,即使这通常是不可取的,你可以使用assign执行以下操作:
temp = list.files(pattern="*.csv")
for (i in 1:length(temp)) assign(temp[i], read.csv(temp[i]))
或者,不带赋值,并演示(1)如何清理文件名以及(2)如何使用list2env,您可以尝试以下方法:
temp = list.files(pattern="*.csv")
list2env(
lapply(setNames(temp, make.names(gsub("*.csv$", "", temp))),
read.csv), envir = .GlobalEnv)
但是,最好还是把它们放在一个列表中。
使用许多文件和许多核心,fread xargs cat(如下所述)比前3个答案中最快的解决方案快大约50倍。
rbindlist lapply read.delim 500s <- 1st place & accepted answer
rbindlist lapply fread 250s <- 2nd & 3rd place answers
rbindlist mclapply fread 10s
fread xargs cat 5s
是时候把121401个csv读入一个data.table了。每次平均跑三次,然后四舍五入。每个csv有3列,一个标题行,平均有4.510行。Machine是一个96核的GCP VM。
@A5C1D2H2I1M1N2O1R2T1、@ leersej和@marbel给出的前三个答案本质上都是相同的:对每个文件应用fread(或read.delim),然后rbind/rbindlist结果data.tables。对于小型数据集,我通常使用rbindlist(lapply(list.files("*.csv"),fread))表单。对于中等规模的数据集,我使用并行的mclapply而不是lapply,如果有多个核心,那么lapply速度要快得多。
这比其他r内部的替代方案更好,但对于大量的小型csv来说,在速度问题上不是最好的。在这种情况下,首先使用cat将所有csv连接到一个csv中会更快,就像@Spacedman的答案一样。我将在R中添加一些关于如何做到这一点的细节:
x = fread(cmd='cat *.csv', header=F)
但是,如果每个csv都有一个头呢?
x = fread(cmd="awk 'NR==1||FNR!=1' *.csv", header=T)
如果您有太多文件,以至于*.csv shell glob失败了怎么办?
x = fread(cmd='find . -name "*.csv" | xargs cat', header=F)
如果所有文件都有头文件,而且文件太多怎么办?
header = fread(cmd='find . -name "*.csv" | head -n1 | xargs head -n1', header=T)
x = fread(cmd='find . -name "*.csv" | xargs tail -q -n+2', header=F)
setnames(x,header)
如果结果连接的csv对于系统内存来说太大怎么办?(例如,/dev/shm out of space错误)
system('find . -name "*.csv" | xargs cat > combined.csv')
x = fread('combined.csv', header=F)
头吗?
system('find . -name "*.csv" | head -n1 | xargs head -n1 > combined.csv')
system('find . -name "*.csv" | xargs tail -q -n+2 >> combined.csv')
x = fread('combined.csv', header=T)
最后,如果您不希望将所有.csv文件放在一个目录中,而希望将其放在一组特定的文件中,该怎么办?(而且,它们都有头文件。)(这是我的用例。)
fread(text=paste0(system("xargs cat|awk 'NR==1||$1!=\"<column one name>\"'",input=paths,intern=T),collapse="\n"),header=T,sep="\t")
这和普通的fread xargs cat的速度差不多:)
注:用于数据。表pre-v1.11.6(2018年9月19日),从fread中省略cmd= (cmd=。
总之,如果您对速度感兴趣,并且有很多文件和内核,那么fread xargs cat比前3个答案中最快的解决方案快大约50倍。
更新:这里是我写的一个函数,可以轻松地应用最快的解决方案。我在生产环境中使用了它,但是在信任它之前,您应该用自己的数据彻底测试它。
fread_many = function(files,header=T,...){
if(length(files)==0) return()
if(typeof(files)!='character') return()
files = files[file.exists(files)]
if(length(files)==0) return()
tmp = tempfile(fileext = ".csv")
# note 1: requires awk, not cat or tail because some files have no final newline
# note 2: parallel --xargs is 40% slower
# note 3: reading to var is 15% slower and crashes R if the string is too long
# note 4: shorter paths -> more paths per awk -> fewer awks -> measurably faster
# so best cd to the csv dir and use relative paths
if(header==T){
system(paste0('head -n1 ',files[1],' > ',tmp))
system(paste0("xargs awk 'FNR>1' >> ",tmp),input=files)
} else {
system(paste0("xargs awk '1' > ",tmp),input=files)
}
DT = fread(file=tmp,header=header,...)
file.remove(tmp)
DT
}
更新2:这里是fread_many函数的一个更复杂的版本,用于需要结果数据的情况。表中包含每个csv的inpath的列。在这种情况下,还必须使用sep参数显式地指定csv分隔符。
fread_many = function(files,header=T,keep_inpath=F,sep="auto",...){
if(length(files)==0) return()
if(typeof(files)!='character') return()
files = files[file.exists(files)]
if(length(files)==0) return()
tmp = tempfile(fileext = ".csv")
if(keep_inpath==T){
stopifnot(sep!="auto")
if(header==T){
system(paste0('/usr/bin/echo -ne inpath"',sep,'" > ',tmp))
system(paste0('head -n1 ',files[1],' >> ',tmp))
system(paste0("xargs awk -vsep='",sep,"' 'BEGIN{OFS=sep}{if(FNR>1)print FILENAME,$0}' >> ",tmp),input=files)
} else {
system(paste0("xargs awk -vsep='",sep,"' 'BEGIN{OFS=sep}{print FILENAME,$0}' > ",tmp),input=files)
}
} else {
if(header==T){
system(paste0('head -n1 ',files[1],' > ',tmp))
system(paste0("xargs awk 'FNR>1' >> ",tmp),input=files)
} else {
system(paste0("xargs awk '1' > ",tmp),input=files)
}
}
DT = fread(file=tmp,header=header,sep=sep,...)
file.remove(tmp)
DT
}
注意:在读取csv之前,我的所有解决方案都假设它们都有相同的分隔符。如果不是所有的csv都使用相同的分隔符,可以分批使用rbindlist lapply fread、rbindlist mclapply fread或fread xargs cat,其中批处理中的所有csv都使用相同的分隔符。
只要你的电脑有多个核,下面的代码就能让你以最快的速度处理大数据:
if (!require("pacman")) install.packages("pacman")
pacman::p_load(doParallel, data.table, stringr)
# get the file name
dir() %>% str_subset("\\.csv$") -> fn
# use parallel setting
(cl <- detectCores() %>%
makeCluster()) %>%
registerDoParallel()
# read and bind all files together
system.time({
big_df <- foreach(
i = fn,
.packages = "data.table"
) %dopar%
{
fread(i, colClasses = "character")
} %>%
rbindlist(fill = TRUE)
})
# end of parallel work
stopImplicitCluster(cl)
更新于20/04/16: 当我发现一个可用于并行计算的新包时,使用以下代码提供了一个替代解决方案。
if (!require("pacman")) install.packages("pacman")
pacman::p_load(future.apply, data.table, stringr)
# get the file name
dir() %>% str_subset("\\.csv$") -> fn
plan(multiprocess)
future_lapply(fn,fread,colClasses = "character") %>%
rbindlist(fill = TRUE) -> res
# res is the merged data.table
除了使用lapply或R中的其他循环构造,您还可以将CSV文件合并到一个文件中。
在Unix中,如果文件没有头文件,那么很简单:
cat *.csv > all.csv
或者如果有标题,你可以找到一个字符串匹配标题,只有标题(即假设标题行都以“年龄”开头),你会这样做:
cat *.csv | grep -v ^Age > all.csv
我认为在Windows中,你可以通过DOS命令框中的COPY和SEARCH(或FIND或其他什么)来做到这一点,但为什么不安装cygwin并获得Unix命令shell的强大功能呢?
一个快速而简洁的解决方案: (比Base R的read.csv快两倍多)
tbl <-
list.files(pattern = "*.csv") %>%
map_df(~read_csv(.))
和数据。Table的fread()甚至可以再次将加载时间减少一半。(1/4底R乘以)
library(data.table)
tbl_fread <-
list.files(pattern = "*.csv") %>%
map_df(~fread(.))
stringsAsFactors = FALSE参数保持数据帧因子不受影响(正如marbel指出的那样,这是fread的默认设置)。
如果类型转换不够厚颜无耻,可以使用col_types参数强制所有列都是字符。
tbl <-
list.files(pattern = "*.csv") %>%
map_df(~read_csv(., col_types = cols(.default = "c")))
如果您想要深入子目录来构造最终要绑定的文件列表,那么请确保包含路径名,并在列表中以文件的全名注册这些文件。这将允许绑定工作在当前目录之外进行。(将完整的路径名视为护照,允许跨目录“边界”返回。)
tbl <-
list.files(path = "./subdirectory/",
pattern = "*.csv",
full.names = T) %>%
map_df(~read_csv(., col_types = cols(.default = "c")))
正如Hadley在这里描述的(大约在中间):
Map_df (x, f)实际上与do相同。调用("rbind", lapply(x, f))....
额外功能-添加文件名的记录每尼克功能请求在评论下面: *为每条记录添加原始文件名。
代码解释:创建一个函数,在初始读取表期间将文件名附加到每个记录。然后使用该函数而不是简单的read_csv()函数。
read_plus <- function(flnm) {
read_csv(flnm) %>%
mutate(filename = flnm)
}
tbl_with_sources <-
list.files(pattern = "*.csv",
full.names = T) %>%
map_df(~read_plus(.))
(类型强制转换和子目录处理方法也可以在read_plus()函数中以与上面建议的第二个和第三个变体相同的方式进行处理。)
### Benchmark Code & Results
library(tidyverse)
library(data.table)
library(microbenchmark)
### Base R Approaches
#### Instead of a dataframe, this approach creates a list of lists
#### removed from analysis as this alone doubled analysis time reqd
# lapply_read.delim <- function(path, pattern = "*.csv") {
# temp = list.files(path, pattern, full.names = TRUE)
# myfiles = lapply(temp, read.delim)
# }
#### `read.csv()`
do.call_rbind_read.csv <- function(path, pattern = "*.csv") {
files = list.files(path, pattern, full.names = TRUE)
do.call(rbind, lapply(files, function(x) read.csv(x, stringsAsFactors = FALSE)))
}
map_df_read.csv <- function(path, pattern = "*.csv") {
list.files(path, pattern, full.names = TRUE) %>%
map_df(~read.csv(., stringsAsFactors = FALSE))
}
### *dplyr()*
#### `read_csv()`
lapply_read_csv_bind_rows <- function(path, pattern = "*.csv") {
files = list.files(path, pattern, full.names = TRUE)
lapply(files, read_csv) %>% bind_rows()
}
map_df_read_csv <- function(path, pattern = "*.csv") {
list.files(path, pattern, full.names = TRUE) %>%
map_df(~read_csv(., col_types = cols(.default = "c")))
}
### *data.table* / *purrr* hybrid
map_df_fread <- function(path, pattern = "*.csv") {
list.files(path, pattern, full.names = TRUE) %>%
map_df(~fread(.))
}
### *data.table*
rbindlist_fread <- function(path, pattern = "*.csv") {
files = list.files(path, pattern, full.names = TRUE)
rbindlist(lapply(files, function(x) fread(x)))
}
do.call_rbind_fread <- function(path, pattern = "*.csv") {
files = list.files(path, pattern, full.names = TRUE)
do.call(rbind, lapply(files, function(x) fread(x, stringsAsFactors = FALSE)))
}
read_results <- function(dir_size){
microbenchmark(
# lapply_read.delim = lapply_read.delim(dir_size), # too slow to include in benchmarks
do.call_rbind_read.csv = do.call_rbind_read.csv(dir_size),
map_df_read.csv = map_df_read.csv(dir_size),
lapply_read_csv_bind_rows = lapply_read_csv_bind_rows(dir_size),
map_df_read_csv = map_df_read_csv(dir_size),
rbindlist_fread = rbindlist_fread(dir_size),
do.call_rbind_fread = do.call_rbind_fread(dir_size),
map_df_fread = map_df_fread(dir_size),
times = 10L)
}
read_results_lrg_mid_mid <- read_results('./testFolder/500MB_12.5MB_40files')
print(read_results_lrg_mid_mid, digits = 3)
read_results_sml_mic_mny <- read_results('./testFolder/5MB_5KB_1000files/')
read_results_sml_tny_mod <- read_results('./testFolder/5MB_50KB_100files/')
read_results_sml_sml_few <- read_results('./testFolder/5MB_500KB_10files/')
read_results_med_sml_mny <- read_results('./testFolder/50MB_5OKB_1000files')
read_results_med_sml_mod <- read_results('./testFolder/50MB_5OOKB_100files')
read_results_med_med_few <- read_results('./testFolder/50MB_5MB_10files')
read_results_lrg_sml_mny <- read_results('./testFolder/500MB_500KB_1000files')
read_results_lrg_med_mod <- read_results('./testFolder/500MB_5MB_100files')
read_results_lrg_lrg_few <- read_results('./testFolder/500MB_50MB_10files')
read_results_xlg_lrg_mod <- read_results('./testFolder/5000MB_50MB_100files')
print(read_results_sml_mic_mny, digits = 3)
print(read_results_sml_tny_mod, digits = 3)
print(read_results_sml_sml_few, digits = 3)
print(read_results_med_sml_mny, digits = 3)
print(read_results_med_sml_mod, digits = 3)
print(read_results_med_med_few, digits = 3)
print(read_results_lrg_sml_mny, digits = 3)
print(read_results_lrg_med_mod, digits = 3)
print(read_results_lrg_lrg_few, digits = 3)
print(read_results_xlg_lrg_mod, digits = 3)
# display boxplot of my typical use case results & basic machine max load
par(oma = c(0,0,0,0)) # remove overall margins if present
par(mfcol = c(1,1)) # remove grid if present
par(mar = c(12,5,1,1) + 0.1) # to display just a single boxplot with its complete labels
boxplot(read_results_lrg_mid_mid, las = 2, xlab = "", ylab = "Duration (seconds)", main = "40 files @ 12.5MB (500MB)")
boxplot(read_results_xlg_lrg_mod, las = 2, xlab = "", ylab = "Duration (seconds)", main = "100 files @ 50MB (5GB)")
# generate 3x3 grid boxplots
par(oma = c(12,1,1,1)) # margins for the whole 3 x 3 grid plot
par(mfcol = c(3,3)) # create grid (filling down each column)
par(mar = c(1,4,2,1)) # margins for the individual plots in 3 x 3 grid
boxplot(read_results_sml_mic_mny, las = 2, xlab = "", ylab = "Duration (seconds)", main = "1000 files @ 5KB (5MB)", xaxt = 'n')
boxplot(read_results_sml_tny_mod, las = 2, xlab = "", ylab = "Duration (milliseconds)", main = "100 files @ 50KB (5MB)", xaxt = 'n')
boxplot(read_results_sml_sml_few, las = 2, xlab = "", ylab = "Duration (milliseconds)", main = "10 files @ 500KB (5MB)",)
boxplot(read_results_med_sml_mny, las = 2, xlab = "", ylab = "Duration (microseconds) ", main = "1000 files @ 50KB (50MB)", xaxt = 'n')
boxplot(read_results_med_sml_mod, las = 2, xlab = "", ylab = "Duration (microseconds)", main = "100 files @ 500KB (50MB)", xaxt = 'n')
boxplot(read_results_med_med_few, las = 2, xlab = "", ylab = "Duration (seconds)", main = "10 files @ 5MB (50MB)")
boxplot(read_results_lrg_sml_mny, las = 2, xlab = "", ylab = "Duration (seconds)", main = "1000 files @ 500KB (500MB)", xaxt = 'n')
boxplot(read_results_lrg_med_mod, las = 2, xlab = "", ylab = "Duration (seconds)", main = "100 files @ 5MB (500MB)", xaxt = 'n')
boxplot(read_results_lrg_lrg_few, las = 2, xlab = "", ylab = "Duration (seconds)", main = "10 files @ 50MB (500MB)")
中等用例
更大的用例
用例的多样性
行:文件计数(1000,100,10) 列:最终数据帧大小(5MB, 50MB, 500MB) (点击图片查看原始尺寸)
在最小的用例中,使用purrr和dplyr的C库带来的开销超过了执行大规模处理任务时所观察到的性能收益,因此基本R结果更好。
如果您想运行自己的测试,您可能会发现这个bash脚本很有帮助。
for ((i=1; i<=$2; i++)); do
cp "$1" "${1:0:8}_${i}.csv";
done
bash what_you_name_this_script.sh " filename_you_want_copies " 100将创建100份按顺序编号的文件(在文件名的前8个字符和下划线之后)。
归因和欣赏
特别感谢:
Tyler Rinker和Akrun演示了微基准测试。 Jake Kaupp向我介绍了map_df()。 David McLaughlin提供了关于改进可视化和讨论/确认在小文件、小数据框架分析结果中观察到的性能反转的有用反馈。 Marbel指出了fread()的默认行为。(我需要研究一下数据表。)