ダミー変数化（カラムの横持ち変換）と相互作用項の作成について。

#適当なデータフレームを作成しておく

.r

> # データフレームの生成
> df <- data.frame(x=c('a', 'b', 'c'),
+                  y=c(1, 2, 3),
+                  z=c('aa','bb','cc')
+                  )

#作成したデータは以下のような構成

> df
  x y  z
1 a 1 aa
2 b 2 bb
3 c 3 cc

> str(df)
'data.frame':	3 obs. of  3 variables:
 $ x: Factor w/ 3 levels "a","b","c": 1 2 3
 $ y: num  1 2 3
 $ z: Factor w/ 3 levels "aa","bb","cc": 1 2 3

x,y列が今回はfactor型であることに注意。
data.matrix()で展開するとfactor型の列内の要素をそれぞれの列へ展開できないが、
model.matrix()を使用するとできる。

#ダミー変数化する

> #上で作成したdfをダミー変数化、展開するカラムはx,y,z
> matrix_df <- model.matrix(as.formula(~0+x+y+z),
+                           data = df)

> matrix_df
  xa xb xc y zbb zcc
1  1  0  0 1   0   0
2  0  1  0 2   1   0
3  0  0  1 3   0   1
attr(,"assign")
[1] 1 1 1 2 3 3
attr(,"contrasts")
attr(,"contrasts")$x
[1] "contr.treatment"

attr(,"contrasts")$z
[1] "contr.treatment"

factor型であるx列とz列は展開され、ダミー変数化されている。
numeric型であるy列は展開されずそのまま残っている。

※as.formula()内の"0+"について、
例えば、x列を展開する際、a,bの要素を展開すればcの要素は確定する。
(a=0,b=0ならc=1。など)
このような場合でも、cを展開するというオプションを"0+"で指定できる。

#交互作用項の追加

> matrix_df2 <- model.matrix(as.formula(~0　+x　+y　+x*y　+x*y*z),
+                            data = df)
> matrix_df2
  xa xb xc y zbb zcc xb:y xc:y xb:zbb xc:zbb xb:zcc xc:zcc y:zbb y:zcc xb:y:zbb xc:y:zbb
1  1  0  0 1   0   0    0    0      0      0      0      0     0     0        0        0
2  0  1  0 2   1   0    2    0      1      0      0      0     2     0        2        0
3  0  0  1 3   0   1    0    3      0      0      0      1     0     3        0        0
  xb:y:zcc xc:y:zcc
1        0        0
2        0        0
3        0        3
attr(,"assign")
 [1] 1 1 1 2 3 3 4 4 5 5 5 5 6 6 7 7 7 7
attr(,"contrasts")
attr(,"contrasts")$x
[1] "contr.treatment"

attr(,"contrasts")$z
[1] "contr.treatment"

x,y,xとyの相互作項,xとyとzの相互作用項列を生成している。
factor型であるx列とz列の相互作用項にはダミー変数が格納されるが、
factor型であるx列とnumeric型であるy列の相互作用項には、numeric型のy列の値が格納される。

#その他
caret dummuyVars()での方法はこっち