arrow 包提供了功能，允许用户使用熟悉的 dplyr 语法来操作表格化的 Arrow 数据（Table 和 Dataset 对象）。要启用此功能，请确保 arrow 和 dplyr 包都已加载。在本文中，我们将采用 dplyr 中包含的 starwars 数据集，将其转换为 Arrow Table，然后分析此数据。请注意，尽管这些示例都使用内存中的 Table 对象，但相同的功能也适用于磁盘上的 Dataset 对象，只有细微的行为差异（稍后在文章中记录）。
首先，让我们加载软件包并创建数据
library(dplyr, warn.conflicts = FALSE)
library(arrow, warn.conflicts = FALSE)
sw <- arrow_table(starwars, as_data_frame = FALSE)单表 dplyr 动词
arrow 包为 dplyr 单表动词提供了支持，允许用户以熟悉的方式构建数据分析管道。下面的示例展示了 filter(), rename(), mutate(), arrange() 和 select() 的用法
result <- sw %>%
filter(homeworld == "Tatooine") %>%
rename(height_cm = height, mass_kg = mass) %>%
mutate(height_in = height_cm / 2.54, mass_lbs = mass_kg * 2.2046) %>%
arrange(desc(birth_year)) %>%
select(name, height_in, mass_lbs)重要的是要注意，arrow 使用延迟评估来延迟计算，直到显式请求结果。 这通过使 Arrow C++ 库能够在一次操作中执行多个计算来加速处理。 由于此设计选择，我们尚未对 sw 数据执行计算。 result 变量是类 arrow_dplyr_query 的对象，表示要执行的所有计算
result## Table (query)
## name: string
## height_in: double (divide(cast(height, {to_type=double, allow_int_overflow=false, allow_time_truncate=false, allow_time_overflow=false, allow_decimal_truncate=false, allow_float_truncate=false, allow_invalid_utf8=false}), cast(2.54, {to_type=double, allow_int_overflow=false, allow_time_truncate=false, allow_time_overflow=false, allow_decimal_truncate=false, allow_float_truncate=false, allow_invalid_utf8=false})))
## mass_lbs: double (multiply_checked(mass, 2.2046))
##
## * Filter: (homeworld == "Tatooine")
## * Sorted by birth_year [desc]
## See $.data for the source Arrow object要执行这些计算并实现结果，我们调用 compute() 或 collect()。 两者之间的区别决定了将返回哪种类型的对象。 调用 compute() 返回一个 Arrow Table，适合传递给其他 arrow 或 dplyr 函数
compute(result)## Table
## 10 rows x 3 columns
## $name <string>
## $height_in <double>
## $mass_lbs <double>相反，collect() 返回一个 R 数据框，适合查看或传递给其他 R 函数进行分析或可视化
collect(result)## # A tibble: 10 x 3
## name height_in mass_lbs
## <chr> <dbl> <dbl>
## 1 C-3PO 65.7 165.
## 2 Cliegg Lars 72.0 NA
## 3 Shmi Skywalker 64.2 NA
## 4 Owen Lars 70.1 265.
## 5 Beru Whitesun Lars 65.0 165.
## 6 Darth Vader 79.5 300.
## 7 Anakin Skywalker 74.0 185.
## 8 Biggs Darklighter 72.0 185.
## 9 Luke Skywalker 67.7 170.
## 10 R5-D4 38.2 70.5arrow 包对单表 dplyr 动词提供广泛的支持，包括那些计算聚合的动词。 例如，它支持 group_by() 和 summarize()，以及常用的便捷函数，例如 count()
## # A tibble: 38 x 2
## species mean_height
## <chr> <dbl>
## 1 Human 178
## 2 Droid 131.
## 3 Wookiee 231
## 4 Rodian 173
## 5 Hutt 175
## 6 NA 175
## 7 Yoda's species 66
## 8 Trandoshan 190
## 9 Mon Calamari 180
## 10 Ewok 88
## # i 28 more rows## # A tibble: 3 x 2
## gender n
## <chr> <int>
## 1 masculine 66
## 2 feminine 17
## 3 NA 4但是请注意，诸如 ntile() 之类的窗口函数尚未得到支持。
双表 dplyr 动词
相等连接（例如 left_join(), inner_join()）支持连接多个表。 如下所示
jedi <- data.frame(
name = c("C-3PO", "Luke Skywalker", "Obi-Wan Kenobi"),
jedi = c(FALSE, TRUE, TRUE)
)
sw %>%
select(1:3) %>%
right_join(jedi) %>%
collect()## # A tibble: 3 x 4
## name height mass jedi
## <chr> <int> <dbl> <lgl>
## 1 Luke Skywalker 172 77 TRUE
## 2 C-3PO 167 75 FALSE
## 3 Obi-Wan Kenobi 182 77 TRUEdplyr 动词中的表达式
在 dplyr 动词中，Arrow 提供了对许多函数和运算符的支持，常用函数会映射到它们的 base R 和 tidyverse 等价物：您可以在函数文档中找到 dplyr 查询中支持的函数列表。 如果您希望看到实现其他函数，请按照 获取帮助 指南中的说明提交问题。
注册自定义绑定
arrow 包使用户可以在某些情况下使用 register_scalar_function() 为自定义函数提供绑定。 为了正确运行，待注册的函数必须具有 context 作为其第一个参数，这是查询引擎所要求的。 例如，假设我们要实现一个将字符串转换为蛇形大小写 (snake case) 的函数 (janitor::make_clean_names() 的大大简化版本)。 该函数可以写成如下形式
to_snake_name <- function(context, string) {
replace <- c(`'` = "", `"` = "", `-` = "", `\\.` = "_", ` ` = "_")
string %>%
stringr::str_replace_all(replace) %>%
stringr::str_to_lower() %>%
stringi::stri_trans_general(id = "Latin-ASCII")
}要在 arrow/dplyr 管道中调用此函数，需要注册它
register_scalar_function(
name = "to_snake_name",
fun = to_snake_name,
in_type = utf8(),
out_type = utf8(),
auto_convert = TRUE
)在此表达式中，name 参数指定将在 arrow/dplyr 管道上下文中识别它的名称，而 fun 是函数本身。 in_type 和 out_type 参数用于指定输入和输出的预期数据类型，auto_convert 指定 arrow 是否应自动将任何 R 输入转换为其 Arrow 等价物。
注册后，以下方法有效
## # A tibble: 87 x 2
## name snake_name
## <chr> <chr>
## 1 Luke Skywalker luke_skywalker
## 2 C-3PO c3po
## 3 R2-D2 r2d2
## 4 Darth Vader darth_vader
## 5 Leia Organa leia_organa
## 6 Owen Lars owen_lars
## 7 Beru Whitesun Lars beru_whitesun_lars
## 8 R5-D4 r5d4
## 9 Biggs Darklighter biggs_darklighter
## 10 Obi-Wan Kenobi obiwan_kenobi
## # i 77 more rows要了解更多信息，请参阅 help("register_scalar_function", package = "arrow")。
处理不支持的表达式
对于 Table 对象上的 dplyr 查询，这些对象保存在内存中，通常应该可以表示为数据框，如果 arrow 包在 dplyr 动词中检测到未实现的函数，它会自动调用 collect() 以在处理该 dplyr 动词之前将数据作为 R 数据框返回。 例如，lm() 和 residuals() 都未实现，因此如果我们编写代码来计算线性回归模型的残差，则会自动进行收集
sw %>%
filter(!is.na(height), !is.na(mass)) %>%
transmute(name, height, mass, res = residuals(lm(mass ~ height)))## Warning: In residuals(lm(mass ~ height)):
## i Expression not supported in Arrow
## > Pulling data into R## # A tibble: 59 x 4
## name height mass res
## <chr> <int> <dbl> <dbl>
## 1 Luke Skywalker 172 77 -18.8
## 2 C-3PO 167 75 -17.7
## 3 R2-D2 96 32 -16.4
## 4 Darth Vader 202 136 21.4
## 5 Leia Organa 150 49 -33.1
## 6 Owen Lars 178 120 20.4
## 7 Beru Whitesun Lars 165 75 -16.5
## 8 R5-D4 97 32 -17.0
## 9 Biggs Darklighter 183 84 -18.7
## 10 Obi-Wan Kenobi 182 77 -25.1
## # i 49 more rows对于 Dataset 对象（可能大于内存）上的查询，arrow 更加保守，如果检测到不支持的表达式，总是会引发错误。 为了说明此行为，我们可以将 starwars 数据写入磁盘，然后将其作为 Dataset 打开。 当我们在 Dataset 上使用相同的管道时，我们会收到一个错误
# write and open starwars dataset
dataset_path <- tempfile()
write_dataset(starwars, dataset_path)
sw2 <- open_dataset(dataset_path)
# dplyr pipeline with unsupported expressions
sw2 %>%
filter(!is.na(height), !is.na(mass)) %>%
transmute(name, height, mass, res = residuals(lm(mass ~ height)))## Error in `residuals()`:
## ! Expression not supported in Arrow
## > Call collect() first to pull data into R.在管道中间调用 collect() 可以解决此问题
sw2 %>%
filter(!is.na(height), !is.na(mass)) %>%
collect() %>%
transmute(name, height, mass, res = residuals(lm(mass ~ height)))## # A tibble: 59 x 4
## name height mass res
## <chr> <int> <dbl> <dbl>
## 1 Luke Skywalker 172 77 -18.8
## 2 C-3PO 167 75 -17.7
## 3 R2-D2 96 32 -16.4
## 4 Darth Vader 202 136 21.4
## 5 Leia Organa 150 49 -33.1
## 6 Owen Lars 178 120 20.4
## 7 Beru Whitesun Lars 165 75 -16.5
## 8 R5-D4 97 32 -17.0
## 9 Biggs Darklighter 183 84 -18.7
## 10 Obi-Wan Kenobi 182 77 -25.1
## # i 49 more rows对于某些操作，您可以使用 DuckDB。 它本身支持 Arrow，因此您可以使用辅助函数 to_duckdb() 将 Dataset 或查询对象传递给 DuckDB，而无需承担性能损失，并使用 to_arrow() 将对象传递回 Arrow
sw %>%
select(1:4) %>%
filter(!is.na(hair_color)) %>%
to_duckdb() %>%
group_by(hair_color) %>%
filter(height < mean(height, na.rm = TRUE)) %>%
to_arrow() %>%
# perform other arrow operations...
collect()## # A tibble: 28 x 4
## name height mass hair_color
## <chr> <int> <dbl> <chr>
## 1 Watto 137 NA black
## 2 Shmi Skywalker 163 NA black
## 3 Eeth Koth 171 NA black
## 4 Luminara Unduli 170 56.2 black
## 5 Barriss Offee 166 50 black
## 6 Yoda 66 17 white
## 7 R4-P17 96 NA none
## 8 Lobot 175 79 none
## 9 Ackbar 180 83 none
## 10 Nien Nunb 160 68 none
## # i 18 more rows进一步阅读
- 要了解有关多文件数据集的更多信息，请参阅 数据集文章。
- 要了解有关用户注册函数的更多信息，请参阅
help("register_scalar_function", package = "arrow")。 - 要了解更多关于作为 arrow 开发人员编写 dplyr 绑定的信息，请参阅 关于编写绑定的文章。