搜索
语言入门张金龙jinlongzhang01@gmail.com中国科学院植物研究所2009.12.9报告内容一R简介二函数与对象三编写脚本四R绘图五编写函数六数据保存一R简介R语言的由来R语言是从S语言演变而来的。S语言是二十世纪70年代诞生于贝尔实验室，由RickBecker,JohnChambers,AllanWilks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，取得了巨大成功。1995年由新西兰Auckland大学统计系的RobertGentleman和RossIhaka，编写了一种能执行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软件简介R是开源软件，代码全部公开，对所有人免费。R可在多种操作系统下运行，如Windows、MacOS、多种Linux和UNIX等。R需要输入命令，可以编写函数和脚本进行批处理运算，语法简单灵活。目前在R网站上约有2100个程序包，涵盖了基础统计学、社会学、经济学、生态学、地理学、医学统计学、生物信息学等诸多方面。下载和安装RTheComprehensiveRArchiveNetwork简称CRAN，提供下载安装程序和相应软件包。R主页版本下载地址之一：下载完成后，双击R-2.9.2-win32.exe开始安装。一直点击下一步，各选项默认。图1R软件首页图2R登陆界面(Windows版)路径：开始所有程序R2.9.2菜单栏快捷按钮控制台命令行图3RGui的菜单介绍练习一：下载和安装R下载并安装R软件了解R的菜单R程序包为什么要安装程序包？特定的分析功能，需要用相应的程序包实现。例如：系统发育分析，往往要用到ape程序包，群落生态学vegan包等等。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程序包是已经编译好的zip包。每个程序包包含R函数、数据、帮助文件、描述文件等。常用R程序包base-R基础功能包stats-R统计学包nlme-线性及非线性混合效应模型Graphics-绘图lattice-栅格图ape-系统发育与进化分析apTreeshape-进化树分析seqinr-DNA序列分析ade4-利用欧几里得方法进行生态学数据分析常用R程序包cluster-聚类分析ecodist-生态学数据相异性分析mefa-生态学和生物地理学多元数据处理mgcv-广义加性模型相关mvpart-多变量分解nlme-线性及非线性混合效应模型ouch-系统发育比较BiodiversityR-基于Rcmdr的生物多样性数据分析vegan-植物与植物群落的排序，生物多样性计算常用R程序包maptools-空间对象的读取和处理sp-空间数据处理spatstat-空间点格局分析，模型拟合与检验splancs-空间与时空点格局分析picante-群落系统发育多样性分析图4CRANTaskViews：对程序包的分类介绍图5vegan包页面R程序包在CRAN提供了每个包的源代码和编译好的MacOS、Window下的程序包以vegan包为例，CRAN提供了：Packagesource:vegan_1.15-3.tar.gzMacOSXbinary:vegan_1.15-3.tgzWindowsbinary:vegan_1.15-3.zipReferencemanual:vegan.pdf等Window平台下程序包为zip文件，安装时不要解压缩。R程序包安装1连网时，用函数install.packages()，选择镜像后，程序将自动下载并安装程序包。例如：打开RGui,在控制台中输入install.packages(“ape)2安装本地zip包路径：Packagesinstallpackagesfromlocalfiles选择光盘或者本地磁盘上存储zip包的文件夹。程序包使用在控制台中输入如下命令：library(vegan)library(ade4)调用程序包内的函数与R内置的函数调用方法一样library(vegan)Thisisvegan1.15-3Warningmessage:package'vegan'wasbuiltunderRversion2.9.1练习二安装并导入程序包安装程序包程序包从本地zip文件安装程序包调用程序包library(vegan)library(ape)查看帮助文件如何知道ape程序包内部都有哪些函数？最常用的方法：1菜单帮助Html帮助2查看pdf帮助文档（从程序包下载页面下载）查看帮助文件1help(t.test)2?t.test3help.search(t.test)4apropos(t.test)5RGuiHelpHtmlhelp6查看R包pdf手册帮助文件的内容以lm函数为例：lm(stats)#函数名及所在包FittingLinearModels#标题Description#函数描述Usage#默认选项Arguments#参数Details#详情Author(s)#作者References#参考文献Examples#举例练习三查看帮助文件打开ape软件包的帮助文件library(ape)查找ape包中plot.phylo函数的帮助输入?plot.phylo将其中的Example文件粘贴到Console中，查看运行的结果。图形界面之一：RCommander图6Rcommander界面library(Rcmdr)界面操作代码结果输出为什么要学习编程?界面操作直观易学，但也存在一些不足：操作的过程难以保存，数据处理不够灵活，在进行步骤繁多的数据处理工作时十分费时费力；在建立模型或自己编写函数时也会遇到困难。而这些困难可以通过编程解决。学习R编程，首先要了解R的函数、对象及其操作。二R函数与对象数据表的行与列物种数科数属数海拔坡度类型样方140152260025山顶样方251122635030山坡样方346112039045山坡样方438122426020低地样方549102522033低地行名Rownames字符串列名Columnnames每列可看做带名称的向量表1数据表、数据框与向量字符串、因素每行作为一个EntryR的函数R是一种解释性语言，不需要先编译成.exe文件，输入后可直接运行。函数形式function(对象，选项=)平均值mean()线性回归lm(y~x,data=test)R处理的所有数据、变量、函数和结果都以对象的形式保存。R的函数每一个函数执行特定的功能，后面紧跟括号，例如：平均值mean()求和sum()绘图plot()排序sort()除了基本的运算之外，R的函数又分为高级和低级函数，高级函数内部嵌套了复杂的低级函数，例如plot()是高级绘图函数，函数本身会根据数据的类型，经过程序内部的函数判别之后，绘制相应类型的图形，并有大量的参数可选择。部分函数计算log(x)log10(x)exp(x)sin(x)cos(x)tan(x)asin(x)acos(x)min(x)max(x)range(x)length(x)统计检验mean(x)sd(x)var(x)median(x)quantile(x,p)cor(x,y)t.test()lm(y~x)wilcox.test()kruskal.test()统计检验lm(y~f+x)lm(y~x1+x2+x3)bartlett.testbinom.testfisher.testchisq.testglm(y~x1+x2+x3,binomial)friedman.test...图7箱线图修饰前后(左：默认值，右：修改属性后)boxplot(count~spray,data=InsectSprays)boxplot(count~spray,data=InsectSprays,col=red)R函数调用及其选项R函数调用及其选项函数的调用方法,函数名+()如plot(),lm(),并将对象放入括号中，“=”表示设定参数。例如：boxplot(day~type,data=bac,col=“red“,xlab=“Virus”,ylab=“days”)day~type，以type为横轴，day为纵轴绘制箱线图。data=bac数据来源baccol=“red”箱线图为红色xlab=“Virus”横轴名称为Virusylab=“days”纵轴名称为days练习四：查询函数帮助查看boxplot的帮助文件?boxplot查看最后的examples将帮助文件中的内容粘贴到控制台中，运行并观看运行结果。boxplot(count~spray,data=InsectSprays,col=lightgray)选项更改boxplot(count~spray,data=InsectSprays,col=“red”,xlab=“spray”,ylab=“counts”)赋值与注释在控制台中键入如下命令2+2a-2-也可用=,-代替b-2c-a+bc#注释赋值符号为对象起名R是区分大小写的，A与a是不同的。对象名不能用数字开头，但是数字可以放在中间或结尾。推荐用”.”作为间隔，例如anova.result1。举例：一个向量a，包含了四个元素，a-c(10,15,21,18)该向量为数值型，长度为4。保留名称(命名对象时不要与保留名称冲突)：NA,NaN,pi,LETTERS,letters,month.abb,month.name对象的类型数值型Numeric如100,0,-4.335字符型Character如“China”逻辑型Logical如TRUE,FALSE因子型Factor表示不同类别复数型Complex如：2+3i对象的类别向量(vector)一系列元素的组合。因子(factor)因子是一个分类变量，如“a”,”a”,”a”,”a”,”b”,”b”,”b”,”c”,”c”数组(array)数组是k维的数据表。矩阵(matrix)矩阵是数组的一个特例，维数k=2。数据框(dataframe)是由一个或几个向量和（或）因子构成，它们必须是等长的，但可以是不同的数据类型。列表(list)列表可以包含任何类型的对象。(据Paradis,2005)运算符数学运算运算后给出数值结果+,-,*,/,^比较运算运算后给出判别结果（TRUEFALSE）,,=,=,==,!=逻辑运算与、或、非!,&,&&,|,||外部数据读取最为常用的数据读取方式是用read.table()函数或read.csv()函数读取外部txt或csv格式的文件。txt文件，制表符间隔csv文件，逗号间隔一些R程序包（如foreign）也提供了直接读取Excel,SAS,dbf,Matlab,spss,systat,Minitab文件的函数。read.table()的使用例：test.data-read.table(D:/R/test2.txt,header=T)header=T表示将数据的第一行作为标题。read.table(file=file.choose(),header=T)可以弹出对话框，选择文件。实例：从数据输入到t检验编号123456身高m1.751.801.651.901.741.91体重kg607257909572表2六名患者的身高和体重现有6名患者的身高和体重，检验体重除以身高的平方是否等于22.5。第一种方式：从控制台输入数据数据量较少时可以从控制台直接输入：height-c(1.75,1.80,1.65,1.90,1.74,1.91)weight-c(60,72,57,90,95,72)sq.height-height^2ratio-weigh