r語言的使用課件

1、R語言許美玲初始R語言R的源起R是S語言的一種實現(xiàn)。S語言是由 AT&T貝爾實驗室開發(fā)的一種用來進行數(shù)據(jù)探索、統(tǒng)計分析、作圖的解釋型語言。最初S語言的實現(xiàn)版本主要是S-PLUS。S-PLUS是一個商業(yè) 軟件，它基于S語言，并由MathSoft公司的統(tǒng)計科學部進一步完善。后來Auckland大學的Robert Gentleman 和 Ross Ihaka 及其他志愿人員開發(fā)了一個R系統(tǒng)。R的使用與S-PLUS有很多類似之處，兩個軟件有一定的兼容性。R是用于統(tǒng)計分析、繪圖的語言和操作環(huán)境。R是屬于GNU系統(tǒng)的一個自由、免費、源代碼開放的軟件，它是一個用于統(tǒng)計計算和統(tǒng)計制圖的優(yōu)秀工具。R是一套完整的

2、數(shù)據(jù)處理、計算和制圖軟件系統(tǒng)。其功能包括：數(shù)據(jù)存儲和處理系統(tǒng)；數(shù)組運算工具（其向量、矩陣運算方面功能尤其強大）；完整連貫的統(tǒng)計分析工具；優(yōu)秀的統(tǒng)計制圖功能；簡便而強大的編程語言：可操縱數(shù)據(jù)的輸入和輸入，可實現(xiàn)分支、循環(huán)，用戶可自定義功能。安裝R1 安裝R到 找CRAN鏡像下載，初次安裝選擇base 包。2 安裝編輯器RStudio到 下載。下載和載入包的方法Tools-Install Packages，然后輸入包的名稱搜索下載安裝。使用library()函數(shù)載入包。R的簡單使用3+3log(5) #注意這是取自然對數(shù)。log10(5) #注意這是取以10 為底的對數(shù)。s-rnorm(50);s

3、 #產(chǎn)生50 個服從標準正態(tài)分布的隨機數(shù)。plot(s) #作這些隨機數(shù)的散點圖。abline(1,-0.09) #加一條截距為2，斜率為-0.09 的直線。幫助在需要幫助的關(guān)鍵詞前面加?或者?運行尋求幫助。?boxplotboxplot(count spray, data =InsectSprays,col = lightgray)?InsectSprays?vegan把數(shù)據(jù)輸入R數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)擁有許多用于存儲數(shù)據(jù)的對象類型，包括標量、向量、矩陣、數(shù)組、數(shù)據(jù)框和列表。他們在存儲數(shù)據(jù)的類型、創(chuàng)建方式、結(jié)構(gòu)復雜度等方面均有不同。用c()輸入數(shù)據(jù)x - c (59, 55, 53.5, 55, 52.5

4、, 57.5, 53, 55)#需要查看c中的值，可以輸入：x1 #查看第1個值，注意這里是方括號x1:4 #查看前4個值x-3 #查看除了第3個值以外的其它值變量命名規(guī)則以字母或者“.”開頭，并且“.”開頭的名字后的第一個字符只能是下劃線(“_”)或字母。x-1#合法.x-1#合法._1-1#合法，但是不推薦使用，因為這樣做沒有任何好處.1-1#不合法創(chuàng)建向量與向量有關(guān)的的函數(shù)（1）求向量的最大值、最小值和范圍的函數(shù) min(x),max(x),range(x) which.min(x),which.max(x)（2）求和函數(shù)、求連乘函數(shù) sum(x) prod(x) length(x) #

5、表示分量的個數(shù)產(chǎn)生有序的序列等差數(shù)列 a:b a:b+n等間隔函數(shù) seq(from=value1,to=value2,by=value3) seq(from=value1,to=value2,length=n)重復函數(shù) rep（x，times=n）； rep（x，each=n）rep(c(Wing, Bone, Head, Weight),c(4,3,2,1) #重復不同的次數(shù)缺失數(shù)據(jù)Wing - c (59, 55, 53.5, 55, 52.5, 57.5, 53, 55)Bone - c(22.3, 19.7, 20.8, 20.3, 20.8, 21.5, 20.6, 21.5)He

6、ad - c(31.2, 30.4, 30.6, 30.3, 30.3, 30.8, 32.5, NA)Weight - c(9.5, 13.8, 14.8, 15.2, 15.5, 15.6, 15.6, 15.7)#注意到Head 有一個缺失值，可以用is.na()檢測：is.na(Head) #結(jié)果有TRUE，表示有缺失值。mean(Head) #導致計算結(jié)果錯誤mean(Head,na.rm=TRUE)2.2 結(jié)合數(shù)據(jù)變量的各種方法：2.2.1使用cbind()或者rbind()Bird.8 - cbind(Wing, Bone, Head, Weight)Bird.82.2 結(jié)合數(shù)據(jù)

7、變量的各種方法：BirdNames - c(Wing, Bone, Head, Weight)ID2 - rep(BirdNames, each = 8)ID2rep(c(Wing, Bone, Head, Weight),c(4,3,2,1) #重復不同的次數(shù)Z - cbind(Wing, Bone, Head, Weight)ZZ,1 #訪問Z 的第一列Z1, #訪問Z 的第一行Z1,1Z,c(1,3)Z,c(1,-3)#注意這個不可以有dim(Z) #求Z 的維數(shù)（即幾行幾列）Z2 - rbind(Wing, Bone, Head, Weight)Z2 #與前相比轉(zhuǎn)置2.2數(shù)據(jù)框：使用d

8、ata.frame 函數(shù)載入數(shù)據(jù)Dfm - data.frame(Wi = Wing,Bo = Bone,He = Head, We = Weight)Dfm1 - data.frame(Wi = Wing,Bo = Bone,He = Head, We =Weight,wq=sqrt(Weight)Dfm1 #可以加入其它因子#c()函數(shù)中生成的變量和數(shù)據(jù)框中的變量屬于不同的實體，比如：rm(Weight)Weight #將找不到對象Dfm$We #但在數(shù)據(jù)框中還存在，注意這里出現(xiàn)了$,其用法很重要。列表：使用list 函數(shù)結(jié)合數(shù)據(jù)#list 函數(shù)可以包含各種類型的變量，多樣的形式為使用其它

9、函數(shù)提供了方便。DataAll - list(Bird.8, ID, Z, BirdNames)DataAllDataAll - list(Birddata=Bird.8, ID=ID, Z=Z, BirdNames=BirdNames)DataAll #此時標識比較清楚。但注意list 函數(shù)中只能用“=”，不能用“-”多維數(shù)組和矩陣將向量定義成數(shù)組向量只有定義了維數(shù)向量（dim屬性）后才能被看做數(shù)組 例如： z-1:12 dim(z)-c(3,4) array()函數(shù)構(gòu)造多維數(shù)組 例如： x-array(1:20,dim=c(4,5)用matrix()函數(shù)構(gòu)造矩陣matrix(data=NA

10、, nrow=1, ncol=1, byrow=FALSE,dimnames=NULL) #構(gòu)造一個35 階的矩陣：A-matrix(1:15,nrow=3,ncol=5,byrow=TRUE) #默認是按列。 ,1 ,2 ,3 ,4 ,51, 1 2 3 4 52, 6 7 8 9 103, 11 12 13 14 15A2,； A,2； A1,3； A1,c(4,5)矩陣運算轉(zhuǎn)置：t(A)求方陣的行列式：det(matrix(1:4,ncol=2)向量的內(nèi)積：x%*%y #即乘起來相加。 crossprod(x,y) #和上式一樣求內(nèi)積。向量的外積：x%o%y #中間為字母“o”。 out

11、er(x,y) #和上式一樣求外積。矩陣運算矩陣乘法：#定義維數(shù)之后形成矩陣。B-array(9:1,dim=(c(3,3)A*B #不是通常意義的矩陣乘法！A%*%B #這才是矩陣的乘法；crossprod(A,B) #表示的是t(A)%*%B#生成對角陣和取對角：diag(A) #當A 是矩陣時。diag(c(1,4,5) #當應用于向量時。矩陣運算生成對角陣和取 diag(A) #當A 是矩陣時。diag(c(1,4,5) #當應用于向量時。解線性方程組Ax=b：A=t(array(c(1:8,10),dim=c(3,3) #注意t.A;b-c(1,1,1)x-solve(A,b);x

12、#解線性方程組。B-solve(A);B #求A 的逆矩陣。與矩陣相關(guān)的函數(shù)矩陣維數(shù) dim(A); nrow(A);ncol(A)矩陣的合并：使用cbind()或者rbind。 x1-rbind(c(1,2),c(3,4)矩陣的拉直：使用as.vector(A) A-matrix(1:6,nrow=2);A與矩陣相關(guān)的函數(shù)10 九月 202226 apply函數(shù) apply(A,MARGIN,FUN,) A數(shù)組；MARGIN固定某些維不變；FUN用來計算的函數(shù) 與矩陣相關(guān)的函數(shù)10 九月 202227矩陣維數(shù) dim(A); nrow(A);ncol(A)矩陣的合并：使用cbind()或者r

13、bind。 x1-rbind(c(1,2),c(3,4)矩陣的拉直：使用as.vector(A) A-matrix(1:6,nrow=2);A列表10 九月 202228列表的引用10 九月 202229列表名下標lst4 1 4 7 9列表名“元素名” lstname 1 Fred列表名$元素名lst$name 1 Fred數(shù)據(jù)框的引用10 九月 202230attach() 函數(shù)向量向量是用來存儲一維數(shù)組的，其中的數(shù)據(jù)必須具有相同的數(shù)據(jù)類型，用c()來創(chuàng)建向量。x-c(1,2,3,4,5,6)x-c(1:10)x-c(1:10,Jane)class(x)#產(chǎn)看變量的數(shù)據(jù)類型x-c(1:10

14、)x1x-1x0#返回的是一個和x類型相同的空對象。x11#返回NA值矩陣矩陣是用來存儲二維數(shù)組的，其中的數(shù)據(jù)必須具有相同的數(shù)據(jù)類型，用函數(shù)matrix來創(chuàng)建向量。matrix(data=NA,nrow=1,ncol=1,byrow=FALSE,dimnames=NULL)a-matrix(1:12,nrow=4,ncol=3,byrow=FALSE)a1a1,2a-matrix(1:12,nrow=4,ncol=3,byrow=TRUE)a-matrix(1:12,nrow=4,ncol=4,byrow=FALSE)數(shù)組數(shù)組可以看成矩陣的一個擴展，數(shù)據(jù)的維度可以更高。通過函數(shù)array來創(chuàng)建

15、。array(data=NA,dim(length(data),dimnames=NULL)a-array(1:24,dim=c(3,4,2)a1,1,a1,1,1a=array(c(1:8,10),dim=c(3,3)因子對于非連續(xù)型變量使用因子來描述。在R中創(chuàng)建和改變因子會用到兩個函數(shù)：factor，levelsfactor(x = character(), levels, labels = levels, exclude = NA, ordered = is.ordered(x), nmax = NA)chr-c(R,Python,R,Ruby,Lisp,R)f-factor(chr)class(f)storage.mode(f)#存儲模式，f按照整數(shù)存儲的。levels(f)列表列表通過函數(shù)list來創(chuàng)建。list(x1,x2,x3,)i-1v-c(1:10)ch-c(Jane,Justin)a-array(data=1:12,dim= c(2,3,4)li-list(i=i,v=v,ch=ch,a