用R软件做聚类分析的例子ppt课件.ppt
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1、应用统计分析实验 R软件,SPSS:这是一个很受欢迎的统计软件容易操作,输出漂亮,功能齐全,价格合理。对于非统计工作者是很好的选择。,SAS:这是功能非常齐全的软件;美国政府政策倾斜(“权威性”)许多美国公司使用。价格不菲,每年交费.即使赠送,条件苛刻尽管现在已经尽量“傻瓜化”,仍然需要一定的训练才可以进入。,R软件:免费的,志愿者管理的软件。编程方便,语言灵活,图形功能强大有不断加入的各个方向统计学家编写的统计软件包。也可以自己加入自己算法的软件包.这是发展最快的软件,受到世界上统计师生的欢迎。是用户量增加最快的统计软件。对于一般非统计工作者来说,主要问题是它没有“傻瓜化”。,Minitab
2、:这个软件是很方便的功能强大而又齐全的软件,也已经“傻瓜化”,在我国用的不如SPSS与SAS那么普遍。Eviews:这是一个主要处理回归和时间序列的软件。GAUSS:这是一个很好用的统计软件,许多搞经济的喜欢它。主要也是编程功能强大。目前在我国使用的人不多。MATLAB:这也是应用于各个领域的以编程为主的软件,在工程上应用广泛。但是统计方法不多。,R的历史,S语言在1980年代后期在AT它是一个由志愿者组成的工作努力的国际团队,下载R软件http:/www.r-project.org,学习网站http:/www.biosino.org/pages/newhtm/r/schtml/,基本语法向量
3、矩阵 list与data.frame读写数据文件控制语句与自定义函数,一.R软件的使用,基本语法,1.变量使用即定义:变量名区分大小写,也可用中文命名 变量赋值可采用4种形式:=,,assign()变量类型自动由变量赋值确定。,a=10;bc;assign(“d”,40)中国=“中华人民共和国”#生成字符串变量,2.注释符号#语句连接符;,3.算术运算符:+,-,*,/,(乘方),%(模),%/%(整除),4.常用的数学函数有:abs,sign,log,log2,log10,sqrt,exp,sin,cos,tan,acos,asin,atan,cosh,sinh,tanh,5.查看帮助 he
4、lp(round)?abs,向量,向量的赋值(一维数组,下标从1开始)a=c(d1,d2,d3,)间隔为1的等差序列:a:b 指定间隔的等差序列:seq(from,to,by)seq(length,from,by)重复序列:rep(vec,times)rep(vec,times,len,each),a=c(3,5,8,10);b=1:10;c=seq(1,10,2);d=seq(-pi,pi,0.2)e=rep(a,3);f=rep(a,2,each=3),随机向量 rnorm(10)#10个服从标准正态分布的随机数,a=1:5(b=1:5)#同上,只不过显示出来a2#取出a中第二个元素ac(
5、2,4)=c(4,8)#修改a中第2、4个元素分别为4、8a-5#扣除第5个元素取出来a3#判断a中元素是否小于31 TRUE TRUE FALSE FALSE FALSEaa3#取出a中小于3的元素a6=12a=a-c(1,3,5)#去掉第1、3、5元素.,2.向量的下标运算,3.向量的长度,length(a),matrix(data=NA,nrow=1,ncol=1,byrow=FALSE),A=matrix(1:10,2,5)B=matrix(1:10,2,5,byrow=TRUE)#按行放置元素,注意:默认是按列放置元素,1,2,3,4,51,1 2 3 4 52,6 7 8 9 10
6、,1,2,3,4,51,1 3 5 7 92,2 4 6 8 10,矩阵(二维数组),x=matrix(rnorm(24),4,6)x2,1#第2,1元素xc(2,1),#第2和第1行x,c(1,3)#第1和第3列xx,10,1#第1列大于0的元素x,-c(1,3)#没有第1、3列的xx-2,-c(1,3)#没有第2行、第1、3列的x.,1.矩阵的元素访问,2.矩阵的维数问题 dim(A)#获得维数,返回向量nrow(A),ncol(A)#获得行数和列数,rownames(A),colnames(A)#访问各维名称,3.向量和数组/矩阵的转化:只要定义向量的维数即可实现向量和数组转化,c=1:
7、12;a=matrix(c,nrow=2,ncol=6)dim(c)=c(3,4)b=as.vector(c)A=diag(c(1,4,5)#以向量为对角元生成对角矩阵a=diag(A)#获取矩阵的对角元,3.矩阵运算+,-,*,/分别是矩阵内部元素的四则运算 向量矩阵间:向量按列匹配与矩阵运算例如:A=matrix(1:6,nrow=3)B=matrix(10:15,nrow=3)C=c(100,200)则:A+B A*B A+C,11 17 10 52 101 204 13 19 22 70 202 10515 21 36 90 103 206,A%*%B#乘法t(mat)#转置det(m
8、at)#行列式 solve(mat)#逆矩阵 eigen(mat)#求特征值与特征向量,4.多维数组,a=array(data=1:24,dim=c(2,3,4)a,1,列表和数据框,1.列表是一种特殊的对象集合,各元素类型任意生成:list(name1=value1,namen=valuen)访问/修改:对象名下标 或 对象名$namei,stu=list(age=10,name=“Tom”,interests=c(“swimming”,”drawing”)stu2stu$namestu$name=“john”names(stu)#得到所有的对象名,2.数据框是R的一种数据结构,以矩阵形式保
9、存数据各列类型可以不同,每列为一变量,每行为样品 各列长度相等 data.frame(),stu=data.frame(name=c(Tom,Rose),age=c(30,32)names(stu)#得到所有的变量名 colnames(stu)#列名,同上rownames(stu)#得到行名 attach(x)#把数据框中的变量链接到内存中x=data.frame(matrix(1:6,nrow=2)#矩阵转化为数据框,x=data.frame(id=101:120,score=round(rnorm(20,70,10)#取出前两行数据x1:2,#选出score60的数据xx260,读写数据文
10、件,读表格形式文本文件 read.table(file,header=FALSE,sep=“,)header表示第一行是否有变量名,sep表示数据分割的字符,D1=read.table(“e:test1.txt”,header=TRUE)D2=read.table(“clipboard”)#从剪贴板中获得文本数据,2.计算的数据保存成文本文件或CSV文本文件 write.table(data,file=“”)#纯文本格式,write.table(D1,file=“e:file_1.txt”),1.分支结构 单分支:if(条件)语句 if(条件)复合语句;双分支:if(条件)语句1 else 语
11、句2 多分支:if()语句1 else if()语句2 else if()语句n else 语句n+1,x=1;if(x0)a=10;b=10 else a=20;b=20;,控制语句控制语句与自定义函数,2.循环结构 for(name in express)expr;while(condition)expr;repeat exprs;if(达到中止条件)break,例子:计算11+22+33+1010i=1;j=1;k=1;s1=0;s2=0;s3=0;for(i in 1:10)s1=s1+ii;#用for while(j10)break,fun-function(arg1,arg2,)注
12、意:最后一句表达式的值为返回值,myfun=function(k)sum=0;for(i in 1:k)sum=sum+ii sum,自定义函数,统计量数据中心化与标准化和分布有关数据的图形表示统计图形,二.数据描述性统计,统计量,sum(),max(),min()mean()#平均值median()#中位数var()#方差sd()#标准差cov()#协方差阵,参数为矩阵或数据框cor()#相关系数,参数为矩阵或数据框summary()table()#列联表,统计不同值出现的个数,x=c(10,90,71:78)mean(x)mean(x,trim=0.10),A=cbind(c(90,60,
13、70),c(85,66,95)apply(A,1,mean)#对每一行取平均apply(A,2,mean)#对每一列取平均cov(A)cor(A),数据中心化与标准化,scale(x,center=TRUE,scale=TRUE),dnorm(x,mean=0,sd=1)#计算正态分布的密度函数pnorm(p,mean=0,sd=1)#计算正态分布的分布函数qnorm(q,mean=0,sd=1)#计算正态分布的分位数rnorm(n,mean=0,sd=1)#计算n个正态分布的随机数其它分布的关键词:unif,exp,chisq,t,f,binom,pois,#得到参数为1的指数分布在2的密度
14、函数值dexp(2,1)#产生5个均匀分布U(0,10)的随机数runif(5,0,10),和分布相关,抽样样本,x=sample(1:20,10)#从1,20中随机地不放回抽取10个值作为样本y=sample(1:20,10,replace=TRUE)#从1,20中随机地有放回抽取10个值作为样本,数据的图形表示,x=seq(-10,10,2);y=rnorm(11)plot(x,y)plot(x,y,main=散点图,xlab=横坐标x,ylab=纵坐标y)text(x,y,1:length(x),-1)#写入点序号,第三个参数默认如此plot(x,y,type=o,col=red,pch
15、=2,lty=3),1.散点图 plot(x,y,),type=“p”#散点图,默认type=“l#绘实线type=“o”#实线通过所有的点type=“n”#不画点参数lty表示线的类型0=blank,1=solid(default),2=dashed,3=dotted,4=dotdash,5=longdash,6=twodash,低水平作图函数有points(x=,y=)#增加点(x,y)lines(x=,y=)#增加(x,y)连成的线abline(a=,b=)#增加线y=a+bxtext(x=,y=,labels=)#增加文本legend(x,y=,legend,col)#增加标注,x=s
16、eq(-10,10,2);y=rnorm(11)par(mfrow=c(3,1)#准备画3个图plot(x,y)plot(x,y,main=散点图,xlab=横坐标x,ylab=纵坐标y)text(x,y,1:length(x),-1)#写入点序号plot(x,y,type=o,col=red,pch=2,lty=3),2.散点图矩阵 pairs(x,),A=matrix(rnorm(72,70,20),nrow=24)pairs(A),3.多组散点图,matplot(x,y,),x=seq(0,2*pi,0.2)matplot(x,cbind(sin(x),cos(x),type=c(p,l
17、),col=2:3),4.星座图 5.脸谱图,library(aplpack)faces(x),stars(x),例1.在同一图中绘制标准正态分布和自由度为5的t分布的概率密度图.,x=seq(-4,4,0.01)plot(x,dnorm(x),type=l,ylab=f(x),main=概率密度图)lines(x,dt(x,5),col=red,lty=2)legend(2,0.4,c(N(0,1),t(5),lty=1:2,col=c(black,red),x=seq(-4,4,0.01)matplot(x,cbind(dnorm(x),dt(x,5),type=l,ylab=f(x),m
18、ain=概率密度图)legend(2,0.4,c(N(0,1),t(5),lty=1:2,col=1:2),lwl.andrews=function(X)t=seq(-pi,pi,0.2)n=nrow(X)f=matrix(0,nrow=length(t),ncol=n)for(i in 1:n)f,i=Xi,1/sqrt(2)for(j in 2:ncol(X)if(j%2=0)f,i=f,i+Xi,j*sin(j/2*t)else f,i=f,i+Xi,j*cos(j%/%2*t)matplot(t,f,col=1:n,type=o,main=调和曲线图),例2:绘制调和曲线图,实验一 R
19、软件的使用,求矩阵B的行列式、逆矩阵、特征根和特征向量及ABA,实验目的:熟练使用R软件,掌握对向量、矩阵和数据框的操作和对数据的描述性统计,学号 性别 数学 语文 英语 物理1 3001 男 80 76 81 902 3002 男 55 67 79 633 3003 女 27 52 53 434 3004 女 62 57 66 695 3005 女 94 80 76 716 3006 男 97 59 61 747 3007 男 79 62 78 888 3008 男 70 92 78 839 3009 女 67 66 65 5510 3010 男 97 46 55 7511 3011 男 8
20、4 82 88 9212 3012 男 40 57 67 5313 3013 男 72 70 80 8414 3014 男 43 31 56 6015 3015 男 95 75 58 7416 3016 男 62 85 91 8317 3017 女 71 76 68 7418 3018 男 80 40 52 7119 3019 女 96 75 77 8020 3020 女 82 51 73 7721 3021 女 70 73 85 7722 3022 男 61 40 47 5623 3023 女 64 75 66 7124 3024 女 60 21 48 6525 3025 男 81 88 8
21、0 8426 3026 女 89 54 65 7127 3027 男 55 38 58 6228 3028 女 60 54 68 6229 3029 男 65 63 65 7530 3030 男 69 55 73 7531 3031 男 80 29 61 6832 3032 男 91 59 73 8533 3033 男 69 73 75 7834 3034 女 90 88 73 8735 3035 女 64 70 72 77,2.某班35人期末成绩见右图绘制四科成绩的散点图矩阵、雷达图和脸谱图绘制前5名学生各科成绩的轮廓图绘制数学与物理成绩的散点图,其中男生与女生用不同的颜色和形状的点表示。,
22、计算四科成绩的平均分和相关矩阵分性别统计四科成绩的平均分,例3.在同一图中绘制二项分布B(10,0.2)、泊松分布P(2)的概率分布图形.,三.回归分析,与线性回归相关常用函数全局挑选最佳自变量组合逐步回归,lm()#建立线性回归模型summary()#提取模型资料predict()#用模型作预测plot()#绘制模型诊断的几种图形,与线性回归相关常用函数,lm(yx)#y为向量,x可为向量与矩阵lm(yx+0)#回归方程没有常数项lm(yx1+x2+I(x12)#自变量有三项x1,x2,x12,lm(yx1+x2,data=X)#X为数据框,y,x1,x2为其中变量名lm(y.,data=X
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