《R语言程序设计》 课件 第1章 R语言概述

R语言概述了解R语言R起源、下载使用、R程序特点、包、数据集第一个R语言会话开发环境配置程序编写运行综合实验目录2了解R语言应用于统计分析、数据挖掘等领域开源免费，编程方便为什么选择R语言编程语言排行榜5常用分析工具Excel：办公室应用软件SPSS：专业统计分析软件MATLAB：商用数学软件R：统计分析数据挖掘收费收费收费免费SAS：统计分析商用软件收费免费Python：胶水语言S语言是由AT&T贝尔实验室开发的一种用来进行数据探索、统计分析、作图的解释型语言。1995年，Auckland大学的RobertGentleman和RossIhaka及其他志愿人员开发了R系统。R是基于S语言的GNU计划项目。现在R语言由20余人的核心团队负责开发。R的第三方包、工具、论坛很多，不断更新中。什么是R？开源免费，第三方包发布的CRAN平台跨平台（开源，支持多种OS）可拓展性强（与其他语言相互调用）编程简单，解释性、交互性语言数据分析功能强大，专为统计和数据挖掘开发庞大且活跃的社区维护专业数据分析领域的标准工具R语言的优点R相关网址：/t/rR是一种解释性语言，和编译性语言相比，速度略慢。R所有计算都是在内存中进行的。R语言包的编写者来自不同领域，在一定程度上较混乱，有些更新慢。R语言的缺点R可以在CRAN(ComprehensiveRArchiveNetwork)免费下载。Linux、MacOSX和Windows都有相应编译好的二进制版本。可以通过安装包(package)来增强R的功能。R语言的获取和安装/mirrors.htmlR的GUIR的图形用户界面RStudio是专门用于R语言环境的集成开发环境（IDE），本课程推荐使用。使用RStudio开发程序R语言有众多的绘图工具包，如ggplot2。R语言有强大的数据挖掘和可视化工具，如rattle。数据可视化工具R是一种区分大小写的解释性语言。可以在命令提示符(>)后，输入并执行一条命令，或者一次性执行写在脚本文件中的一组命令。R中有多种数据类型，包括向量、矩阵、数据框以及列表。R中的很多功能是由程序内置函数和用户自编函数提供的，一次交互会话期间的所有数据对象都被保存在内存中。一些基本函数是默认直接使用，而有些函数则需加载程序包。R语言的编程特点在Rstudio中练习：R的使用R的内置帮助系统提供了当前已安装包中所有函数的细节、参考文献以及使用示例。R的帮助函数：内置帮助系统函数功能help.start()打开帮助文档help("plot")或者

?plot查看函数plot的帮助（引号可以省略）help.search("plot")或者??plot以plot为关键词搜索本地帮助文档example(“plot”)函数plot的使用示例（引号可以省略）RSiteSearch("plot")以plot为关键词搜索在线文档个邮件列表存档apropos("plot",mode="function")列出名称中含有plot的所有可用函数data()列出当前已加载包中所含的所有可用示例数据集vignette()列出当前已经安装包中所有可能的vignette文档vignette(“plot”)为主题plot显示指定的vignette文档工作空间(workspace)，储存着所有用户定义的对象。R会话结束时，可以保存工作空间，下次启动R时自动载入。工作目录(workingdirectory)

getwd()：查看当前工作目录setwd()：设定当前的工作目录。如果读入不在当前工作目录的文件，需要写明完整的路径。RStudio工作空间工作空间的命令包是R函数、数据、预编译代码以一种定义完善的格式组成的集合。R自带了一系列默认包，提供了种类繁多的默认函数和数据集。计算机上存储包的目录称为库(library)。libPaths()：显示库所在的位置。library()：显示库中有哪些包。什么是包第一次安装包：install.packages("package_name","dir")

也可在RStudio中的菜单栏里从CRAN下载。一个包仅需要安装一次。使用update.packages()可以更新已经安装的包。使用installed.packages()查看已安装包的信息。包的安装加载包：library()，require()查看包的帮助：library(help=“包名")查看当前环境哪些包加载：find.package()移除包：detach(package:包名)包的数据加载到内存中：attach(“数据集名”)列出所有安装的包library()包的使用base程序包，R语言的基础包，包含常用的数学计算。stats程序包，统计包，包含用于统计计算和生成随机数的功能。datasets程序包，R语言的基础包，可以直接调用数据集，如iris。查看本机上所有R包的数据集data(package=.packages(all.available=TRUE))常用包R数据挖掘相关包功能函数及加载包分类与预测

nnet()需要加载BP神经网络nnet包;randomForest()需要加载随机森林randomForest

;

svm()需要加载e1071包;tree()需要加载CRAT决策树tree包等;聚类分析

hclust()函数、kmeans()函数在stats包中关联规则

apriori()需要加载arules包时间序列

arima()需要加载forecast、tseries包数据集描述airquality纽约1973年5-9月每日空气质量评估attenu多个观测站观测到的加利福尼亚23次地震数据beaver1

(beavers)一只海狸每10分钟的体温数据，共114条数据beaver2

(beavers)另一只海狸每10分钟的体温数据，共100条数据cars1920年代，汽车的速度与刹车距离chickwts不同饮食种类对小鸡重量的影响esoph喝酒，吸烟对食管癌的影响faithful一个间歇泉的爆发时间和持续时间InsectSprays不同杀虫剂对昆虫数目的影响irisEdgarAnderson记录的3种鸢尾花形态数据LifeCycleSavings50个国家的存款率mtcars32辆汽车的11个指标数据PlantGrowth三种处理方式对植物产量的影响内置数据集常用的数据集内置数据集数据集描述pressure温度和气压puromycin两种细胞中因子浓度对酶促反应的影响quakes1000次地震观测数据（震级>4）sleep两种药物的催眠效果stackloss化工厂将氨转为硝酸的数据swiss瑞士生育率和社会经济指标ToothGrowthVC剂量和摄入方式对豚鼠牙齿的影响trees树木形态指标USArrests美国50个州的四个犯罪率指标USJudgeRating43名律师的12个评价指标warpbreaks织布机异常数据women15名美国女性的身高和体重情况常用数据集（接上页）了解R语言R起源、R优缺点下载使用R和RStudioR语言编程特点包、数据集小结26第一个R语言会话开发环境配置程序编写运行第一个R语言会话安装1：R软件实验用R版本：R4.1.2forWindows或更高安装2：集成开发环境RStudio/products/rstudio/免费的图形界面编辑器，更友好的界面及更强的操作性。实验用RStudio版本：RStudioDesktop2021.09.1+372或更高软件下载与安装参考第一章综合实验指导R软件的控制台窗口安装1：R软件RStudio是专门用于R语言环境的IDE，本课程推荐使用。安装2：集成开发环境RStudio工作空间（Workspace）是RStudio当前的工作环境，存储了用户定义的所有对象（向量、矩阵、列表、数据框、函数）。工作空间管理在RStudio中写程序1.书写规范 2.命令提示符 3.脚本文件 4.运算符 5.元素命名 6.函数 7.注释 8.获取帮助 程序编写运行R是一种区分大小写的解释性语言。可以在命令提示符(>)后，输入并执行一条命令，或者一次性执行写在脚本文件中的一组命令。R中有多种数据类型，包括向量、矩阵、数据框以及列表。R中的很多功能是由程序内置函数和用户自编函数提供的，一次交互会话期间的所有数据对象都被保存在内存中。一些基本函数是默认直接使用，而有些函数则需加载程序包。编写“Hello,World!”程序1.书写规范大小写敏感基本命令：表达式（expressions），赋值（assignments）命令分割：可以用“；”隔开，或者另起一行程序块：通过大括弧({和})放在一起构成一个复合表达式注释：一行中，从“#”开始到句子收尾之间的语句是注释不需要命名基本数据类型和对象编写“Hello,World!”程序2.命令提示符启动R语言解释器，会得到提示“>”，其后输入程序。>myString<-"Hello,World!">print(myString)[1]"Hello,World!"编写“Hello,World!”程序3.脚本文件脚本语言(scriptinglanguage)：是依靠解释器完成相应功能的一类计算机语言，通常以ASCII码的文本格式保存源程序。脚本语言是解释型语言，和编译型语言相比，速度较慢。#MyfirstprograminR

ProgrammingmyString<-"Hello,World!"print(myString)test.R脚本语言（RScript）

脚本文件>source("test.R")[1]"Hello,World!"执行脚本文件C:\Rscripttest.R[1]"Hello,World!"编写“Hello,World!”程序3.脚本文件在RStudio中执行脚本文件使用RScript执行脚本文件注意：文件的位置编写“Hello,World!”程序4.运算符

赋值符号：<-或->或=运算符号：+（加）、-（减）、*（乘）、/（除）、^（乘方）、%/%整除、%%求余逻辑判断符号：>（大于）、<（小于）、>=（大于等于）、<=（小于等于）、!=（不等）、==（相等）逻辑运算符号：&（逻辑与）、|（逻辑或）、!（逻辑非）编写“Hello,World!”程序5.元素命名区分大小写,注意China和china的不同。数字、字母、“.”和“_”都是允许的，但必须以.或者字母开头；如果以.开头，第二个字符不允许是数字；不能用数字开头，数字可以放在中间或结尾，例如result2。建议不要用过短的名称，可以用”.”作为间隔，例如：anova.out1。不要使用保留名，例如：NA,NaN,pi,LETTERS,等。编写“Hello,World!”程序6.函数R语言的功能依靠函数来实现。函数形式:函数（输入数据，参数=)如果参数值没有指定，以默认值为准。函数包括自定义函数，泛型函数……#MyfirstprograminRProgrammingmyString<-"Hello,World!"print(myString)编写“Hello,World!”程序7.注释注释能帮助读懂程序，在实际执行程序时注释部分会被解释器忽略。单行注释：使用＃，其后内容为注释部分。或者使用“”或’’来显示要注释部分。#MyfirstprograminRProgrammingmyString<-"Hello,World!"print(myString)if(FALSE){"Thisisademo."}myString<-"Hello,World!"print(myString)8.获取帮助R的内置帮助系统提供了当前已安装包中所有函数的细节、参考文献以及使用示例。编写“Hello,World!”程序函数功能help.start()打开帮助文档help("plot")或者

?plot查看函数plot的帮助（引号可以省略）help.search("plot")或者??plot以plot为关键词搜索本地帮助文档example(“plot”)函数plot的使用示例（引号可以省略）RSiteSearch("plot")以plot为关键词搜索在线文档个邮件列表存档apropos("plot",mode="function")列出名称中含有plot的所有可用函数data()列出当前已加载包中所含的所有可用示例数据集vignette()列出当前已经安装包中所有可能的vignette文档vignette(“plot”)为主题plot显示指定的vignette文档第一个R语言会话开发环境配置软件下载与安装工作空间管理程序编写运行小结441.书写规范2.命令提示符3.脚本文件4.运算符 5.元素命名 6.函数 7.注释8.获取帮助#MyfirstprograminRProgrammingmyString<-"Hello,World!"print(myString)test.R了解R语言R起源、下载使用、R程序特点、包、数据集第一个R语言会话开发环境配置程序编写运行本章小结45综合实验掌握R软件的下载和安装过程。掌握RStudio软件的下载和安装过程。掌握R语言编程基本规范。掌握R语言的工作空间管理和使用。掌握包的下载安装函数。了解rmarkdown的使用方法。能够通过help方法自学函数及其中参数的用法。实验目标第1章讲义中的案例第1章综合实验第1章使用的函数第1章思考与练习实验内容及资料目标：掌握R软件的下载和安装过程1.R软件官网2.R软件下载本书使用的R版本为R4.