R语言笔记:数据分析与绘图的编程环境.pdf
日期：2018-06-17
Contents
1 绪论与基础1
1.1 R语言环境. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 相关的软件和文档. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 R与统计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4 R与视窗系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.5 R的交互使用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.6 入门训练. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.7 获取函数和功能的帮助信息. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.8 R的命令、对大小写的敏感，等等. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.9 对已输入命令的记忆和更改. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.10 命令文件的执行和输出的转向到文件. . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.11 数据的保持与对象的清除. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 简单操作；数值与向量5
2.1 向量与赋值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 向量运算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.3 产生规则的序列. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.4 逻辑向量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.5 缺失值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.6 字符向量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.7 索引向量(index vector);数据集子集的选择与修改. . . . . . . . . 8
2.8 对象的其他类型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3 对象，模式和属性10
3.1 固有属性：模式和长度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.2 改变对象的长度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.3 属性的获取和设置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
3.4 对象的类别. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4 有序因子与无序因子12
4.1 一个特例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.2 函数tapply()与ragged数组. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.3 有序因子. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5 数组和矩阵14
5.1 数组. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.2 数组的索引和数组的子块. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.3 索引数组. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
i
CONTENTS ii
5.4 函数array() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
5.4.1 向量，数组的混合运算，重复使用规则. . . . . . . . . . . 16
5.5 两个数组的外积. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5.6 数组的广义转置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
5.7 专门的矩阵功能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.7.1 矩阵乘法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.7.2 线性方程和矩阵的逆. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
5.7.3 特征值和特征向量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.8 奇异值分解与行列式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.9 最小二乘拟合及QR分解. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.10 构建分区矩阵，cbind()和rbind() . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.11 连接函数c()，针对数组的应用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.12 由因子生成频数表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
6 列表和数据帧21
6.1 列表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
6.2 构建和修改列表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.2.1 连接列表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.3 数据帧. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.3.1 创建数据帧. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.3.2 attach()与detach() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.3.3 使用数据帧. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.3.4 挂接任意列表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6.3.5 管理搜索路径. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
7 从文件中读取数据25
7.1 函数read.table() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
7.2 函数scan() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
7.3 内建数据集的存取. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
7.3.1 从其他R功能包中载入数据. . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7.4 编辑数据. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
8 概率分布28
8.1 R|作为一个统计表的集合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
8.2 检测数据集合的分布. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8.3 单样本和两样本检验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
9 语句组、循环和条件操作35
9.1 表达式语句组. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
9.2 控制语句. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
9.2.1 条件执行：if语句. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
9.2.2 重复执行：for 循环，repeat 和while . . . . . . . . . . . . 35
10 编写自己的函数37
10.1 简单示例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
10.2 定义新的二元操作符. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
10.3 指定的参数和默认值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
10.4 参数'...' . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
10.5 函数内的赋值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
10.6 更多高级示例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
CONTENTS iii
10.6.1 区组设计的效率因子(E±ciency factors) . . . . . . . . . . 39
10.6.2 删除打引数组中的所有名称. . . . . . . . . . . . . . . . . 40
10.6.3 递归的数值积分. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
10.7 范畴(scope) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
10.8 定制环境. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
10.9 类别，通用函数和对象定位. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
11 R的统计模型45
11.1 定义统计模型；公式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
11.1.1 对比(contrasts) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
11.2 线性模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
11.3 用于释放模型信息的通用函数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
11.4 方差分析与模型比较. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
11.4.1 方差分析表(ANOVA tables) . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
11.5 更新拟合模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
11.6 广义线性模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
11.6.1 族(families) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
11.6.2 函数glm() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
11.7 非线性最小二乘和最大似然模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
11.7.1 最小二乘. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
11.7.2 最大似然. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
11.8 一些非标准的模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
12 图形过程56
12.1 高级绘图命令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
12.1.1 函数plot() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
12.1.2 显示多元数据. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
12.1.3 显示图形. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
12.1.4 高级绘图函数的参数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
12.2 低级绘图命令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
12.2.1 数学注释. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
12.2.2 Hershey 矢量字体. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
12.3 图形的交互. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
12.4 使用图形参数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
12.4.1 持续性变更(Permanent changes): par()函数. . . . . . . . 62
12.4.2 临时性变更：图形函数的参数. . . . . . . . . . . . . . . . 63
12.5 图形参数列表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
12.5.1 图形元素. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
12.5.2 坐标轴和标记. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
12.5.3 图边缘(Figure margins) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
12.5.4 多图环境. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
12.6 设备驱动. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
12.6.1 文本文档的PostScript图表. . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
12.6.2 多重图形设备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
12.7 动态图形. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68