如何获取data.frame指定列每行（排除NA）的第k小值？

给定一个data.frame，需要从命名规则固定（以i开头）且彼此相邻的指定列中，提取每行排除NA后的第k小值，最终生成包含原数据列和各k值结果的表格。示例输入与期望输出如下：

输入表格 #

期望输出表格 #

要求方案适配3列场景，同时能无缝扩展至更多相邻列（如i1至i6）。

以下提供两种通用的R语言实现方案，均支持自动识别所有i开头的列，无需手动调整列数：

方案1：基础R实现 #

利用apply逐行处理，结合排序和索引提取目标值：

# 构造示例数据
df <- data.frame(
  ID = rep(1, 6),
  i1 = c(NA, 0, 1, 1, 0, 0),
  i2 = c(NA, NA, 0, 1, 1, 1),
  i3 = c(NA, NA, NA, NA, NA, 2)
)

# 自动匹配所有i开头的列
target_cols <- grep("^i", names(df), value = TRUE)
k_values <- 1:length(target_cols) # k值范围对应列数

# 逐行计算各k对应的第k小值
result_matrix <- t(apply(df[target_cols], 1, function(row) {
  # 排除NA后排序
  sorted_vals <- sort(row[!is.na(row)], na.last = NA)
  # 提取对应k值，不足则返回NA
  sapply(k_values, function(k) if(k <= length(sorted_vals)) sorted_vals[k] else NA)
}))

# 合并结果到原数据框
colnames(result_matrix) <- paste0("k=", k_values)
final_df <- cbind(df, result_matrix)

# 查看最终结果
print(final_df)

方案2：tidyverse风格实现 #

适合熟悉dplyr/purrr的用户，代码更具可读性：

library(dplyr)
library(purrr)

# 构造示例数据
df <- data.frame(
  ID = rep(1, 6),
  i1 = c(NA, 0, 1, 1, 0, 0),
  i2 = c(NA, NA, 0, 1, 1, 1),
  i3 = c(NA, NA, NA, NA, NA, 2)
)

# 定义目标列和k值范围
target_cols <- starts_with("i")
k_values <- 1:length(select(df, target_cols))

# 逐行处理并生成结果列
final_df <- df %>%
  rowwise() %>%
  mutate(
    # 动态生成k=1、k=2...列
    !!!set_names(
      map(k_values, ~{
        sorted_vals <- sort(c_across(target_cols), na.last = NA)
        if(.x <= length(sorted_vals)) sorted_vals[.x] else NA
      }),
      paste0("k=", k_values)
    )
  ) %>%
  ungroup()

# 查看最终结果
print(final_df)

两种方案都能自动适配任意数量的i开头相邻列，比如新增i4-i6后，无需修改核心逻辑即可生成对应k=1至k=6的结果列。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alex Braksator