我如何 "natively" 在 R 中存储六边形网格？

Question

如果我想在 R 中保存一些 正方形 网格，这很容易完成。

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)

并且现有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 reshape2::melt 将它变成长格式，但我喜欢它的宽格式，因为那是 UI 的样子）。

到目前为止一切顺利，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 来保存这样的网格，如上例所示，因为否则 (= with 2d笛卡尔坐标加上偏移量）线性代数运算不再有效，随之而来的是一般的代码粗略。我明白了（我想）。

（有关更多详细信息，请再次参阅 Amit Patel 的精彩 explainer）。

通过 array() 以 wide 形式输入此数据似乎完全是疯了，因为许多单元格甚至不存在（并且 NA 已被使用） . 所以我 enter/store 这是长格式的，像这样：

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

此数据框包含所有数据，但 "know" 没有任何数据，x、y 和 z 是对角坐标。

我怎样才能：

以宽形式存储它，我可以轻松地使用线性和矩阵代数，
使用既定方法（例如，colSums()，或 apply()）
以及方便地 print 像这样的东西：

（SE 甚至无法正确突出显示此打印的六角网格，因此无法显示屏幕截图。）

简而言之，"natively" 在 R 中存储这样的六边形网格 的优雅/推荐/规范方式是什么？

我隐约意识到我可以为此实现我自己的 S3 OO，尽管我希望它可能已经以某种形式存在。我 did 发现很多包对连续数据进行十六进制 binning，但它们似乎没有处理 storing 六角网格，或者至少没有暴露那些内部结构。

Answer 1

1.以广泛的形式存储它，我可以轻松地使用线性和矩阵代数

可能http://www.redblobgames.com/grids/hexagons/#coordinates中提到的轴坐标是这里最好的选择。这可以提供转换为 i=x 和 j=y 的标准 ij 矩阵的选项，您只需指定要放入矩阵单元格中的内容，这些单元格未被您的十六进制网格覆盖（您自己的 "NA").然后你可以像往常一样沿着维度 x 和 y 进行操作，并得到一个只有空三角形右上角和左下角三角形的矩阵。（这不是疯子，而是自然的方式。充其量你必须在你的数据中为你的 NA 找到不同的解决方案。很抱歉没有为你的例子修改代码。）

2。使用已建立的方法（例如，colSums() 或 apply())

使用 dplyr 包你可以

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

求和固定 x 等。

3。以及方便地打印

我没有打印的解决方案，但使用 ggplot2 显示标签可能是一个解决方案

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

注意：此处提供的结果是您想要打印的翻页版本，但我希望您能自己找到合适的翻页。 x=x+0.5*y 在这里为您提供您想要的六角形。使用 x=x 你只有一个倾斜的六边形。

简而言之，在 R 中 "natively" 存储这样一个六边形网格的优雅/推荐/规范方式是什么？

你已经找到了。对于计算，您使用 df。对于存储，使用轴向存储效率更高一些。您可以轻松提取 z 坐标。

我如何 "natively" 在 R 中存储六边形网格？

How can I "natively" store hexagonal grids in R?

r

matrix

hexagonal-tiles

coordinate-systems

r-grid