データテーブルまたはigraphを使用して、グループごとに隣接するものを見つける

私はdata.tableを持っています：

groups <- data.table(group = c("A", "B", "C", "D", "E", "F", "G"), 
                     code_1 = c(2,2,2,7,8,NA,5),
                     code_2 = c(NA,3,NA,3,NA,NA,2),
                     code_3 = c(4,1,1,4,4,1,8))

group code_1 code_2 code_3
  A      2     NA      4
  B      2      3      1
  C      2     NA      1
  D      7      3      4
  E      8     NA      4
  F     NA     NA      1
  G      5      2      8

私が達成したいのは、各グループが利用可能なコードに基づいてすぐ隣を見つけることです。例：グループAには、code_1（すべてのグループでcode_1が2に等しい）に起因する隣接グループB、Cがあり、code_3（これらのすべてのグループで、code_3は4に等しい）により、隣接グループD、Eがあります。

私が試したのは、各コードに対して、次のように一致に基づいて最初の列（グループ）をサブセット化することです。

groups$code_1_match = list()
for (row in 1:nrow(groups)){

  set(groups, i=row, j="code_1_match", list(groups$group[groups$code_1[row] == groups$code_1]))
}

  group code_1 code_2 code_3          code_1_match
    A      2     NA      4              A,B,C,NA
    B      2      3      1              A,B,C,NA
    C      2     NA      1              A,B,C,NA
    D      7      3      4                  D,NA
    E      8     NA      4                  E,NA
    F     NA     NA      1 NA,NA,NA,NA,NA,NA,...
    G      5      2      8                  NA,G

この「ちょっと」は機能しますが、これを行う方法として、より多くのデータテーブルがあると思います。私は試した

groups[, code_1_match_2 := list(group[code_1 == groups$code_1])]

しかし、これは機能しません。

それを処理するための明らかなデータテーブルトリックがありませんか？

私の理想的なケースの結果は次のようになります（現在、3つの列すべてに私のメソッドを使用し、結果を連結する必要があります）。

group code_1 code_2 code_3    Immediate neighbors
  A      2     NA      4         B,C,D,E
  B      2      3      1         A,C,D,F
  C      2     NA      1         A,B,F
  D      7      3      4           B,A
  E      8     NA      4           A,D
  F     NA     NA      1           B,C
  G      5      2      8           

igraphを使用して、2次近傍を取得し、数値ノードをドロップし、残りのノードを貼り付けます。

library(data.table)
library(igraph)

# reshape wide-to-long
x <- melt(groups, id.vars = "group")[!is.na(value)]

# convert to graph
g <- graph_from_data_frame(x[, .(from = group, to = paste0(variable, "_", value))])

# get 2nd degree neighbours
x1 <- ego(g, 2, nodes = groups$group)

# prettify the result
groups$res <- sapply(seq_along(x1), function(i) toString(intersect(names(x1[[ i ]]),
                                                                   groups$group[ -i ])))

#    group code_1 code_2 code_3        res
# 1:     A      2     NA      4 B, C, D, E
# 2:     B      2      3      1 A, C, D, F
# 3:     C      2     NA      1    A, B, F
# 4:     D      7      3      4    B, A, E
# 5:     E      8     NA      4       A, D
# 6:     F     NA     NA      1       B, C
# 7:     G      5      2      8           

より詳しい情報

これは、igraphオブジェクトに変換する前のデータです。値2のcode1が値2のcode2と異なるようにする必要があります。

x[, .(from = group, to = paste0(variable, "_", value))]
#     from       to
#  1:    A code_1_2
#  2:    B code_1_2
#  3:    C code_1_2
#  4:    D code_1_7
#  5:    E code_1_8
#  6:    G code_1_5
#  7:    B code_2_3
#  8:    D code_2_3
#  9:    G code_2_2
# 10:    A code_3_4
# 11:    B code_3_1
# 12:    C code_3_1
# 13:    D code_3_4
# 14:    E code_3_4
# 15:    F code_3_1
# 16:    G code_3_8

ネットワークは次のようになります。

A..Gノードは常にを介して接続されることに注意してくださいcode_x_y。したがって、2次を取得する必要があり、2次のego(..., order = 2)近傍を含めるまでネイバーを指定し、リストオブジェクトを返します。

名前を取得するには：

lapply(x1, names)
# [[1]]
# [1] "A"        "code_1_2" "code_3_4" "B"        "C"        "D"        "E"       
# 
# [[2]]
# [1] "B"        "code_1_2" "code_2_3" "code_3_1" "A"        "C"        "D"        "F"       
# 
# [[3]]
# [1] "C"        "code_1_2" "code_3_1" "A"        "B"        "F"       
# 
# [[4]]
# [1] "D"        "code_1_7" "code_2_3" "code_3_4" "B"        "A"        "E"       
# 
# [[5]]
# [1] "E"        "code_1_8" "code_3_4" "A"        "D"       
# 
# [[6]]
# [1] "F"        "code_3_1" "B"        "C"       
# 
# [[7]]
# [1] "G"        "code_1_5" "code_2_2" "code_3_8"

結果をきれいにするために、code_x_yノードと起点ノード（最初のノード）を削除する必要があります

sapply(seq_along(x1), function(i) toString(intersect(names(x1[[ i ]]), groups$group[ -i ])))
#[1] "B, C, D, E" "A, C, D, F" "A, B, F"    "B, A, E"    "A, D"       "B, C"       ""   

これを実現するためのより実用的な方法がおそらくあるでしょうが、メルトと結合を使用して、次のようなことを行うことができます。

mgrp <- melt(groups, id.vars = "group")[!is.na(value)]
setkey(mgrp, variable, value)
for (i in seq_along(groups$group)) {
  let = groups$group[i]
  set(
    groups, 
    i = i, 
    j = "inei", 
    value = list(mgrp[mgrp[group == let], setdiff(unique(group), let)])
  )
}

groups
#    group code_1 code_2 code_3    inei
# 1:     A      2     NA      4 B,C,D,E
# 2:     B      2      3      1 A,C,D,F
# 3:     C      2     NA      1   A,B,F
# 4:     D      7      3      4   B,A,E
# 5:     E      8     NA      4     A,D
# 6:     F     NA     NA      1     B,C
# 7:     G      5      2      8       

これは@sindri_baldurのメルトに触発されました。このソリューション：

1. グループを溶かす
2. デカルト自己結合を実行します。
3. 一致するすべてのグループを貼り付けます。
4. 元のDTに参加します

library(data.table)
#> Warning: package 'data.table' was built under R version 3.6.2
groups <- data.table(group = c("A", "B", "C", "D", "E", "F", "G"), code_1 = c(2,2,2,7,8,NA,5), code_2 = c(NA,3,NA,3,NA,NA,2), code_3=c(4,1,1,4,4,1,8))

molten_grps = melt(groups, measure.vars = patterns("code"), na.rm = TRUE)

inei_dt = molten_grps[molten_grps,
            on = .(variable, value),
            allow.cartesian = TRUE
            ][,
              .(inei = paste0(setdiff(i.group, .BY[[1L]]), collapse = ", ")),
              by = group]

groups[inei_dt, on = .(group), inei := inei]

groups
#>     group code_1 code_2 code_3       inei
#>    <char>  <num>  <num>  <num>     <char>
#> 1:      A      2     NA      4 B, C, D, E
#> 2:      B      2      3      1 A, C, D, F
#> 3:      C      2     NA      1    A, B, F
#> 4:      D      7      3      4    B, A, E
#> 5:      E      8     NA      4       A, D
#> 6:      F     NA     NA      1       B, C
#> 7:      G      5      2      8

zx8754で述べられているように、withを使用data.table::meltしcombnてからigraph::as_adjacency_matrix

library(data.table)
df <- melt(groups, id.vars="group", na.rm=TRUE)[,
    if (.N > 1L) transpose(combn(group, 2L, simplify=FALSE)), value][, (1) := NULL]

library(igraph)
as_adjacency_matrix(graph_from_data_frame(df, FALSE))

出力：

7 x 7 sparse Matrix of class "dgCMatrix"
  A B C E D G F
A . 1 1 1 1 1 .
B 1 . 2 . 1 1 1
C 1 2 . . . 1 1
E 1 . . . 1 1 .
D 1 1 . 1 . . .
G 1 1 1 1 . . .
F . 1 1 . . . .

または使用せずに igraph

x <- df[, unique(c(V1, V2))]
df <- rbindlist(list(df, data.table(x, x)))
tab <- table(df)   #or xtabs(~ V1 + V2, data=df)
ans <- t(tab) + tab
diag(ans) <- 0L
ans

出力：

   V1
V2  A B C D E F G
  A 0 1 1 1 1 0 1
  B 1 0 2 1 0 1 1
  C 1 2 0 0 0 1 1
  D 1 1 0 0 1 0 0
  E 1 0 0 1 0 0 1
  F 0 1 1 0 0 0 0
  G 1 1 1 0 1 0 0