【R】パネルデータで複雑な条件分岐がある変数作成コードを組みたい

Question

前提と実現したいこと

パネルデータで変数を作るコードを組んでいます。条件分岐が複雑で、上手くいきません。

前提：データセット

以下のように、4カ国（米日仏独）の2001年から2010年までのデータがあるとします。
※データはあくまで仮のものです。実際のデータは1975年から2015年までの160カ国をカバーしています。
ここで turnover変数は軍の司令官の交代があった年を示すダミー変数、left変数はその年の政府が左派であるかどうかを示すダミー変数です。それぞれ所々欠損があります。

country  <- rep(c("United States", "Japan", "France", "Germany"), each = 10)
year.1   <- 2001:2010
year     <- rep(year.1, 4)
turnover <- c(0,  0,  1,  0,  0,  0,  1,  0,  0,  0,
              0,  0,  0,  0,  1,  0,  0,  0,  1,  1,
              NA, NA, 1,  0,  0,  1,  0,  0,  1,  0,
              0,  0,  1, NA, NA,  0,  1,  0,  0,  1)
left     <- c(0,  0,  0,  1,  1,  1,  1,  1,  0,  0,
              1,  1,  1,  1,  0,  0,  1,  1,  0,  0,
              1,  1,  0,  0,  0,  0,  0,  0 , 1,  1,
              NA, NA, NA, 1,  1,  1,  1,  0,  0,  0)

data     <- data.frame(
  country  = country,
  year     = year,
  turnover = turnover, 
  left     = left
)

country	year	turnover	left
United States	2001	0	0
United States	2002	0	0
United States	2003	1	0
United States	2004	0	1
United States	2005	0	1
United States	2006	0	1
United States	2007	1	1
United States	2008	0	1
United States	2009	0	0
United States	2010	0	0
Japan	2001	0	1
Japan	2002	0	1
Japan	2003	0	1
Japan	2004	0	1
Japan	2005	1	0
Japan	2006	0	0
Japan	2007	0	1
Japan	2008	0	1
Japan	2009	1	0
Japan	2010	1	0
France	2001	NA	1
France	2002	NA	1
France	2003	1	0
France	2004	0	0
France	2005	0	0
France	2006	1	0
France	2007	0	0
France	2008	0	0
France	2009	1	1
France	2010	0	1
Germany	2001	0	NA
Germany	2002	0	NA
Germany	2003	1	NA
Germany	2004	NA	1
Germany	2005	NA	1
Germany	2006	0	1
Germany	2007	1	1
Germany	2008	0	0
Germany	2009	0	0
Germany	2010	1	0

実現したいこと

このデータセットで実現したいのは、どのような政府（つまり左派かそうでないか）が軍の司令官を交代させたのかを示す変数です。
例えばUnited Statesでは2003年と2007年に軍の司令官が交代していますが、2003年時にleftは0、2007年時にleftは1です。

したがって、2001年から2003年にかけては非左派に交代させられた司令官が、2004年から2007年には左派に交代させられた司令官がそれぞれ在任しており、そのことを示す変数gov_at_toを以下の要領で作成したいです。

country	year	turnover	left	gov_at_to
United States	2001	0	0	0
United States	2002	0	0	0
United States	2003	1	0	0
United States	2004	0	1	1
United States	2005	0	1	1
United States	2006	0	1	1
United States	2007	1	1	1

しかし、3点complicationがあります。

• United Statesは2007年に司令官の交代があったのを最後に、観察打ち切りの2010年まで交代が発生していないため、このような場合はNAを入れたい。
• フランスでは2003年に交代があったが、2001年と2002年はturnoverが欠損値となっており、交代の有無が確認できないため、このような場合はNAを入れたい。
• ドイツでは2003年に交代があったが、この時のleftは欠損値となっており、どの政府が交代させたか確認できないため、このような場合はNAを入れたい。

以上の条件を全て考慮すると、以下のような変数が最終的に入ります。

country	year	turnover	left	gov_at_to
United States	2001	0	0	0
United States	2002	0	0	0
United States	2003	1	0	0
United States	2004	0	1	1
United States	2005	0	1	1
United States	2006	0	1	1
United States	2007	1	1	1
United States	2008	0	1	NA
United States	2009	0	0	NA
United States	2010	0	0	NA
Japan	2001	0	1	0
Japan	2002	0	1	0
Japan	2003	0	1	0
Japan	2004	0	1	0
Japan	2005	1	0	0
Japan	2006	0	0	1
Japan	2007	0	1	1
Japan	2008	0	1	1
Japan	2009	1	0	1
Japan	2010	1	0	0
France	2001	NA	1	NA
France	2002	NA	1	NA
France	2003	1	0	0
France	2004	0	0	0
France	2005	0	0	0
France	2006	1	0	0
France	2007	0	0	1
France	2008	0	0	1
France	2009	1	1	1
France	2010	0	1	NA
Germany	2001	0	NA	NA
Germany	2002	0	NA	NA
Germany	2003	1	NA	NA
Germany	2004	NA	1	NA
Germany	2005	NA	1	NA
Germany	2006	0	1	1
Germany	2007	1	1	1
Germany	2008	0	0	0
Germany	2009	0	0	0
Germany	2010	1	0	0

試したことと問題

データをpdata.frame()でパネルデータ化し、以下のようなコードを組んでみました。

data2 <- data.frame()

data$orig.nr <- 1:nrow(data) #オリジナルのデータセットの順番を保存

for(key_country in unique(data$country)){
  subdata <- subset(data, country==key_country) # 国別にサブデータセットを作成
  subdata[nrow(subdata), "gov_at_to"] <- ifelse(subdata[nrow(subdata), "tunover"] == 1, 0, NA)
  for(i in (nrow(subdata)-1):1){
    if (subdata[i, "tunover"] == 0){
      subdata[i, "gov_at_to"] <- subdata[i+1, "govt_at_to"]  
    } else if (subdata[i, "tunover"] == 1 & subdata[i, "left"] == 0){
      subdata[i, "gov_at_to"] <- 0
    } else if (subdata[i, "tunover"] == 1 & subdata[i, "left"] == 1){
      subdata[i, "gov_at_to"] <- 1
    } else {
      subdata[i, "gov_at_to"] <- NA
    }
  }
  data2 <- rbind(data2, subdata)
}

data2 <- data2[order(data2$orig.nr),]　#オリジナルのデータセットの順番に戻す
data2$orig.nr <- NULL
print(data2)

しかしながら、for文の実行で

if (subdata[i, "turnover"] == 0) { でエラー:

TRUE/FALSE が必要なところが欠損値です

というエラーメッセージが出てしまいます。
おそらく条件分岐の設定がうまくいっていないためこのような形になっていると考えられるのですが、解決策を教えていただけましたら幸いです。

#　環境
R version 4.0.3
R Studio Version 1.2.5033
動かしているパッケージはこちら

library(foreign)
library(tidyverse)
library(lme4)
library(dotwhisker)
library(arm)
library(mvtnorm)
library(pastecs)
library(stargazer)
library(ggeffects)
library(lubridate)
library(ggsci)
library(plm)
library(pglm)
library(gridExtra)
library(haven)
library(countrycode)
library(magrittr)
library(survival)
library(bife)
library(survminer)
library(lmtest)
library(multiwayvcov)

Answer 1

turnoverとleftの条件に合わせてgov.at.toに数字を入れた後、tidyrパッケージのfill()を使って残りを埋めました。NAの挿入だけは人力でなんとかしました。

Answer 2

どこでエラーが発生したかは、エラー発生直後にtraceback()してみると分かります。

予想だけすると、

subdata[i+1, "govt_at_to"] 

これは空データなのでは。

Comments

[discipulus]

ご回答ありがとうございます。
当該部分をsubdata[i+1, "govt_at_to"] からsubdata[i+1, "gov_at_to"] に直して実行してみましたが、同じエラーメッセージが出ました。
traceback()を実行してみたところ、
2: `[<-.data.frame`(`*tmp*`, nrow(subdata), "gov_at_to", value = logical(0))
1: `[<-`(`*tmp*`, nrow(subdata), "gov_at_to", value = logical(0))
と出ました。
恐れながらこれが何を意味するのかよく理解できていないため、ご教授いただけますと幸いです。

[KojiDoi]

Rのメッセージは、確かに不親切極まりないです。
ここでvalue=logical(0)というのが登場していますが、logical(0)つまり「長さ0の論理型のベクトル」は、存在しない値を参照した演算を試みたりすると出てきます。
それで、subdata[nrow(subdata), "to.dummy"]というのを参照していますが、これはどこでどう定義しているのでしょうか。

[discipulus]

ありがとうございます。
"to.dummy"というのはデータ部分の例示スクリプトのtunover変数のことです。（元のデータの変数名を使ってしまいました）
とりあえず、例示コードの"to.dummy"を"turnover"に変え実行してみましたが、今度は
if (subdata[i, "turnover"] == 0) { でエラー:
TRUE/FALSE が必要なところが欠損値です
というエラーが出ました。

[KojiDoi]

実数が入っていない（NA)ために==の判定ができへんでーというエラーなのは、メッセージを読めば解ると思います。

であれば、その判定をする前にis.na()で条件判定してnaでない場合のみ==の判定するように２段構えのコードを組めばよいだけですね。