第一讲R语言讲解课件.ppt

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1、R语言,什么是R?,R首页的图形R是一种统计绘图语言，也指实现该语言的软件。,The R Project for Statistical Computing,2023年3月26日,R 主页,简 史,R语言是从S统计绘图语言演变而来，可看作S的“方言”。S语言上世纪70年代诞生于贝尔实验室，由Rick Becker,John Chambers,Allan Wilks开发。基于S语言开发的商业软件Splus，可以方便的编写函数、建立模型，具有良好的扩展性，在国外学术界应用很广。1995年由新西兰Auckland大学统计系的Robert Gentleman和Ross Ihaka，基于S语言的源代码，

2、编写了一能执行S语言的软件，并将该软件的源代码全部公开，这就是R软件，其命令统称为R语言。,R的优点,免费通用性：在视窗、Mac、各种Unix系统通用资源公开(不是黑盒子,也不是吝啬鬼)容易学习的语法。可编程以实行复杂的课题可扩展:通过数千个网上提供的适用于不同领域、不同目的、不同方法的软件包来实现你的目标。你也可以把你的方法贡献出来强大的绘图功能R 有优秀的内在帮助系统R有优秀的画图功能R社区的支持，不断更新，不断修正对于熟悉的编程者，他将觉得该语言比其他语言更熟悉对于初学者，学习R语言使得学习下一步的其他编程不那么困难与SAS、SPSS等语法不同,R:,绝大多数美国统计研究生都会的语言Be

3、rkeley统计和应用数学本科都开设R语言课美国应用统计学家大都把自己的方法首先以R来实现，并尽量放到R 网站上一年多，R网站的软件包数量增加了两倍，从近1000个到近3000个。大都都有关于计算、演示和输入输出方法的函数和例子数据透明是防止“腐败”的最好方式,R的缺点,用户需要对命令熟悉 与代码打交道，需要记住常用命令。占用内存 所有的数据处理在内存中进行，不适于处理超大规模的数据。运行速度稍慢 即时编译，约相当于C语言的1/20。相比点击鼠标进行操作，R仍能够大大提高效率。,其它统计软件,SAS：世界上最权威的统计软件，价格昂贵，支持编程，统计学专业专用软件SPSS：操作容易、输出漂亮、功

4、能齐全、价格合理，非统计学专业首选软件Splus:运行S语言，具有复杂的界面，与R完全兼容，昂贵Eviews：具有强大的多元回归和时间序列分析功能，计量经济学专业专用软件Matlab：功能强大的编程软件，统计分析功能较少，工程专业首选软件Excel：具有简单的统计分析功能，商务办公首选软件通病：&,“黑匣子”,“傻的可爱”,2023年3月26日,R主页:http:/www.r-project.orgCRAN(Comprehensive R Archive Network),http:/cran.r-project.org下载并安装 R（for windows）http:/is object-o

5、riented and matrix-oriented,CRAN,The Comprehensive R Archive Network简称CRAN，由世界几十个镜像网站组成网络，提供下载安装程序和相应软件包。各镜像更新频率一般为1-2天推荐镜像：中国的镜像:数学所http:/ftp.ctex.org/mirrors/CRAN/即时更新的CRAN源http:/cran.r-project.org/,R 界面,2023年3月26日,演示安装软件及软件包演示操作,R下载与安装,下载 http:/www.r-project.orgCRAN选择镜像（数学所）选择操作系统(Linux、Windows或M

6、acOS),点击CRAN得到一批镜像网站,下载R(http:/www.r-project.org/),点击镜像网站比如Berkeley,以Windows为例,选择base（基础系统）点击R-*.*.*-win32.exe下载安装程序,R程序包的安装与载入,命令方式：Install.packages()library()Windows 菜单方式：Packages Install packages()程序包 载入程序包,R程序包（R Packages）,程序包是什么？R程序包是多个函数的集合，具有详细的说明和示例。Window下的R程序包是经过编译的zip包。每个程序包包含R函数、数据、帮助文件、

7、描述文件等。为什么要安装程序包？R程序包是R功能扩展，特定的分析功能，需要用相应的程序包实现。,统计分析软件包（package）,CRAN提供了许多便于统计分析的宏包：http:/cran.r-project.org/src/contrib/PACKAGES.htmlstable-稳定(分布)广义回归分析tseries 时间序列分析 VaR 风险值分析matrix 矩阵运算cinterface C与R的接口foreign 读写由S,Minitab,SAS,SPSS,Stata等软件的数据normix 混合正态分布分析nortest 正态分布的Anderson-Darling检验MCMCpack

8、 基于Gibbs抽样的MCMC抽样方法,2023年3月26日,Packages（每个都有大量数据和可以读写修改的函数/程序）,base The R Base Packageboot Bootstrap R(S-Plus)Functions(Canty)class Functions for Classificationcluster Cluster Analysis Extended Rousseeuw et al.concord Concordance and reliabilitydatasets The R Datasets PackageexactRankTests Exact Dis

9、tributions for Rank and Permutation Testsforeign Read Data Stored by Minitab,S,SAS,SPSS,Stata,Systat,dBase,.graphics The R Graphics PackagegrDevices The R Graphics Devices and Support for Colours and Fontsgrid The Grid Graphics PackageKernSmooth Functions for kernel smoothing for Wand&Jones(1995)lat

10、tice Lattice Graphics Interfacetools Tools for Package Developmentutils The R Utils Package,Packages（继续）,MASSMain Package of Venables and Ripleys MASSmethodsFormal Methods and ClassesmgcvGAMs with GCV smoothness estimation and GAMMs by REML/PQLmulttestResampling-based multiple hypothesis testingnlme

11、Linear and nonlinear mixed effects modelsnnetFeed-forward Neural Networks and Multinomial Log-Linear ModelsnortestTests for NormalityoutliersTests for outliersplsPartial Least Squares Regression(PLSR)and Principal Component Regression(PCR)pls.pcrPLS and PCR functionsrpartRecursive PartitioningSAGxSt

12、atistical Analysis of the GeneChipsmaStatistical Microarray AnalysisspatialFunctions for Kriging and Point Pattern AnalysissplinesRegression Spline Functions and ClassesstatsThe R Stats Packagestats4Statistical Functions using S4 ClassessurvivalSurvival analysis,including penalised likelihood.tcltkT

13、cl/Tk InterfacetoolsTools for Package DevelopmentutilsThe R Utils Package,软件包的安装（例：tseries）,Go to the nearest mirror site(http:/Go to Software/Packages(left column)Click on tseries in the list of contributed packages Download the.zip file(exe)and the.pdf file(manual)Repeat the previous steps for the

14、 packages zoo and quadprog(needed to run tseries)Go back to R,from the toolbar go to Packages/Installpackages from the zip files and select the right package From the toolbar,go to Packages/Charge the package and select tseriesTo verify that it is correctly installed type:help(arma),2023年3月26日,Packa

15、ges（网上）,网上还有许多,主程序：Windows下面只能卸载再安装程序包：update,packages(),版本的更新,R的运行平台,R_GUI（graphic users interface）菜单 工具栏 R console（R的运行窗口）,R 界面,工具条介绍,Source R code 执行R文件（*.R）Save image 保存工作空间，文件名为*.RDateLoad image 打开已有的工作空间Stop current computation 中止当前计算,主菜单介绍,R是一门解释型的编程语言,计算机不能直接理解高级语言，只能直接理解机器语言，所以必须把高级语言翻译成机器语

16、言，计算机才能执行高级语言编写的程序。翻译的方式有两种，一是编译，一是解释。两种方式只是翻译的时间不同。编译型语言编写的程序在执行之前，需要一个专门的编译过程，把程序编译成为机器语言的文件，比如EXE文件，以后要运行的话就不用重新翻译了，直接使用编译的结果（EXE文件），因为翻译只做了一次，运行时不需要翻译，所以编译型语言的程序执行效率高。解释则不同，解释性语言的程序不需要编译，省了道工序，解释性语言在运行程序的时候才翻译，比如解释性basic语言，专门有一个解释器能够直接执行basic程序，每个语句都是执行的时候才翻译。这样解释性语言每执行一次就要翻译一次，效率比较低。,编译型语言和解释型语

17、言的区别：前者由于程序执行速度快，同等条件下对系统要求较低，因此像开发操作系统、大型应用程序、数据库系统等时都采用它，像C/C+、Pascal/Object Pascal（Delphi）、VB等基本都可视为编译语言；而一些网页脚本、服务器脚本及辅助开发接口这样的对速度要求不高、对不同系统平台间的兼容性有一定要求的程序则通常使用解释性语言，如Java、JavaScript、VBScript、Perl、Python、MATLAB 等等。,下面举个例子：甲和乙同时读一本外国小说。甲：一边看外国小说，一边查阅外文词典；乙：一边看外国小说，一边查阅外文词典，同时把查阅的外文解释记录下来。结果第一次看这本

18、小说时甲比乙先看完，但是以后再读这本书的话乙比甲先看完。这里的甲就相当于是解释型，乙相当于是编译型的。,R与统计,R的帮助,查看函数的帮助文件,函数的默认值是什么？怎么使用？使用时需要注意什么问题？需要查询函数的帮助。1?t.test 2 RGuiHelpHtml help3 help(t.test)4 apropos(t.test)5 help.search(t.test)6 查看R包pdf手册,R帮助文件的内容与格式,帮助文件的内容,lmstats#函数名及所在包 Fitting Linear Models#标题Description#函数描述Usage#默认选项Arguments#参数D

19、etails#详情Author(s)#作者References#参考文献Examples#举例,R的基本原理,R的所有操作都是针对存储在内存中的对象对数据、结果和图表的输入与输出都是通过在对计算机硬盘中的文件读写实现用户通过输入命令调用函数，分析得出的结果可以被直接显示在屏幕上，也可以被存入某个对象或被写入硬盘数据文件可从本地磁盘读取也可通过网络传输从远程服务器端获得,练习一 安装R并导入程序包,1.安装R软件、熟悉菜单2.安装程序包3.调用程序包，查看程序包的帮助library(vegan)library(ape)查找ape包中plot.phylo函数的帮助输入?plot.phylo将其中的

20、Example粘贴到控制台中，查看运行的结果。,R图形界面：R commander,R commander是R的图形界面之一，是John Fox教授编写的，适用于不希望R编程的用户。随着用户的操作，其窗口还可以显示出相应操作的R程序，对于初学者可能会有帮助。安装R commanderinstall.packages(Rcmdr)R将自动下载并安装Rcmdr所需的所有程序包,图形界面之一：R Commander,图 12 R commander 界面 library(Rcmdr),界面操作代码,结果输出,文件的读取,假定在您的电脑有一个excel文件，原始的文件路径是：D:workdata1如果

21、直接把这个路径拷贝到R中，就会出现错误，原因是：是escape character（转义符），才是真正的字符，或者用/,在R中输入一下路径：D:workdata1 在R中输入一下路径：D:/work/data/1,在R中有两种方法读取该路径：,好的编程习惯,你的程序具有：可读性（readability）可理解性(undersandability)习惯之一：行前缩进（Indentation），在此推荐使用软件 WinEdt（X）Emacs习惯之二：增加注释（Commenting），它是你的帮助，R中使用作为注释语句的开始习惯之三：变量的命名，使用意义明确的名字,R语言中文网 http:/www.r-user.org/国内镜像 http:/ftp.ctex.org/mirrors/CRAN/CTEX.ORGhttp:/Computer Network Information Center,CAS,Beijinghttp:/GeoExpat.ComR-project中文网http:/www.rproject.info/统计之都BBS http:/cos.name/cn/,R的资源,参考书,李东风，统计软件教程，北京大学出版社薛毅，陈立萍，统计建模与R软件，清华大学出版社,考核方式,理论+上机实验+实验报告,