Summary  
Data frames are two-dimensional data structures with named columns that can hold mixed data types, and R provides built-in datasets stored as data frames or matrices for convenient access.

General domain of usage  
Data analysis

**データフレーム**は、**2次元**のデータ構造であり、行列に似ていますが、重要な違いがあります。データフレームは列ごとに異なるデータ型を格納できます。

定義

## 主な特性
- 行列と同様に、データフレームの各要素は行と列の交点に位置します。
- 行列とは異なり、データフレームの列には必ず名前が必要です。
- データフレームはRでデータセットを格納する際によく使用され、異なる列が異なる型の変数を表します。

## 組み込みデータセット
Rには多くの組み込みデータセットが用意されており、一部は行列（数値データのみ）、他はデータフレーム（混合データ型）として格納されています。

# =====================================================================
# ОПТИМІЗОВАНИЙ ВАРІАНТ ТЕСТІВ ДЛЯ mtcars
# =====================================================================

library(testthat)
source(testthat::test_path("helper-run_user_code.R"), local = TRUE)

# Пошук user_code.R
candidates <- c(
  testthat::test_path("..", "..", "user_code.R"),
  testthat::test_path("user_code.R")
)

user_file <- candidates[file.exists(candidates)][1]
if (is.na(user_file)) stop("user_code.R not found")

# Виконання user_code.R з обмеженим capture
logs_full <- utils::capture.output(source(user_file, echo = FALSE, print.eval = TRUE))
out <- trimws(substr(paste(logs_full, collapse = " "), 1, 3000))  # обмеження довжини

# ---------- CASE 1 ----------
{
  ok <- grepl("data.frame", out, fixed = TRUE)

  dynamic_test(
    ok,
    "Console output includes 'data.frame' class info",
    sprintf("Expected output to contain 'data.frame'. Actual (first chars): %s", substr(out, 1, 200))
  )
}

# ---------- CASE 2 ----------
{
  ok <- all(sapply(c("mpg","cyl","disp","hp","drat","wt","qsec"), function(x) grepl(x, out, fixed = TRUE)))

  dynamic_test(
    ok,
    "Console output contains main column names of mtcars",
    sprintf("Expected column names mpg,cyl,disp,hp,drat,wt,qsec. Actual (first chars): %s", substr(out, 1, 200))
  )
}

# ---------- CASE 3 ----------
{
  ok <- all(sapply(c("Mazda RX4","Datsun 710","Hornet 4 Drive"), function(x) grepl(x, out, fixed = TRUE)))

  dynamic_test(
    ok,
    "Console output contains example row names (Mazda RX4, Datsun 710, Hornet 4 Drive)",
    sprintf("Expected row names present. Actual (first chars): %s", substr(out, 1, 200))
  )
}

# ---------- CASE 4 ----------
{
  ok <- all(sapply(c("21.0","160.0","3.90"), function(x) grepl(x, out, fixed = TRUE)))

  dynamic_test(
    ok,
    "Console output contains numeric data from mtcars",
    sprintf("Expected values 21.0, 160.0, 3.90. Actual (first chars): %s", substr(out, 1, 200))
  )
}


test_hidden.R

# =====================================================================
# ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ХЕЛПЕРЫ ДЛЯ ТЕСТОВ
#
# Файл называется helper-*.R: testthat автоматически подхватывает такие
# файлы перед выполнением любых тестов в каталоге tests/testthat.
# =====================================================================

# -----------------------------------------------------------------------------
# run_user_code(...)
#  - безопасно запускает user_code.R в отдельном окружении (env)
#  - перехватывает ВЕСЬ вывод (stdout): как результаты выражений, так и print()/cat()
#  - возвращает:
#       values  — список запрошенных переменных (по именам из аргумента capture)
#       logs    — вектор строк перехваченного вывода
#       env     — окружение, где выполнялся user_code (можно исследовать при необходимости)
#
# ПАРАМЕТРЫ:
#   file        — путь к user_code.R
#   capture     — character-вектор имён переменных, которые нужно извлечь после выполнения
#   inject      — список объектов/функций, которые нужно «подложить» в среду исполнения
#                 (можно использовать для моков/маскировки опасных функций: system, file.remove и т.д.)
#   echo        — печатать код при исполнении (обычно FALSE)
#   print.eval  — ПЕЧАТАТЬ РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫРАЖЕНИЙ. Ключевая опция, чтобы строки вида
#                 `prices['Armchair']` попадали в stdout без явного print().
#
# БЕЗОПАСНОСТЬ:
#   - В базовом R нет полноценной «песочницы». Мы изолируем код в новом env,
#     но ОС-доступ не блокируется магически.
#   - Для задач онлайн-платформы можно частично «глушить» опасные вызовы через inject,
#     например:
#       inject = list(
#         system      = function(...) stop("system disabled"),
#         file.remove = function(...) stop("file.remove disabled")
#       )
# -----------------------------------------------------------------------------
run_user_code <- function(
  file = "user_code.R",
  capture = character(0),
  inject = list(),
  echo = FALSE,
  print.eval = TRUE
) {
  # Бросаем явную ошибку, если файла нет (проще диагностировать)
  stopifnot(file.exists(file))

  # Изолированное окружение: parent=baseenv() (без лишних пользовательских объектов сверху)
  env <- new.env(parent = baseenv())

  # Подмешиваем моки/данные в окружение (при необходимости)
  if (length(inject)) list2env(inject, envir = env)

  # ВАЖНО: перехватываем весь вывод выполнения файла.
  # source(..., local=env, echo, print.eval) исполняет код ВНУТРИ env.
  # print.eval=TRUE заставляет R печатать результаты выражений (как в консоли),
  # что позволяет проверять «голые» выражения без print().
  logs <- utils::capture.output(
    base::source(file, local = env, echo = echo, print.eval = print.eval)
  )

  # Собираем запрошенные значения переменных
  values <- setNames(vector("list", length(capture)), capture)
  for (nm in capture) {
    if (exists(nm, envir = env, inherits = FALSE)) {
      values[[nm]] <- get(nm, envir = env, inherits = FALSE)
    } else {
      values[[nm]] <- NULL
    }
  }

  list(values = values, logs = logs, env = env)
}

# -----------------------------------------------------------------------------
# dynamic_test(condition, success, failure)
#  - Создаёт ОДИН тест с «динамическим» названием.
#  - Если condition=TRUE → тест называется success.
#  - Если condition=FALSE → тест называется failure, и тест проваливается.
#  - Используем настоящую expectation (expect_true(TRUE)), чтобы репортёры всегда
#    печатали имя успеха (TAP, progress и т.д.).
# -----------------------------------------------------------------------------
dynamic_test <- function(condition, success, failure) {
  if (isTRUE(condition)) {
    testthat::test_that(success, {
      testthat::expect_true(TRUE)
    })
  } else {
    testthat::test_that(failure, {
      testthat::fail(failure)
    })
  }
}
# =====================================================================

helper-run_user_code.R

データ分析で最も広く使用されている言語の一つであるRについて、確かな理解を身につけます。基本的なデータ型や一次元の値を学び、次に行列、データフレーム、リストなどの多次元構造へと進みます。統計解析やデータ駆動型の意思決定にRを効果的に活用するためのスキルを習得します。

算術演算、変数、出力関数、コメントなど、Rの構文の基本を学びます。演習を通じて計算論理の理解を深めます。

Rのデータ型を探求し、データ処理におけるその役割を理解します。情報の整理と分析に不可欠な構造としてベクトルを扱うスキルを身につけます。

カテゴリカルデータを効果的に管理する能力を身につけます。生データを明確なカテゴリに変換することで、値を構造化し、グループ化し、解釈する方法を学びます。

構造化された二次元データを表現し、操作する方法を理解します。分析作業のために、行列の変換、ラベリング、演算の適用に自信を持てるようになります。

Rで最も広く使用されている表形式データ構造を習得します。データセットを整理し、変換し、洞察を抽出して、データ駆動型の意思決定を支援します。

リストがベクトルを超えて、異なる型や長さの要素を格納できることを学びます。複雑なデータ構造を整理するために、リストの作成、アクセス、変更の能力を身につけます。

データフレームの理解

主な特性

組み込みデータセット

解答