Lecture1入門實例r.ppt

1、實驗?zāi)康?實驗內(nèi)容,初步學(xué)習(xí)如何應(yīng)用R軟件解決統(tǒng)計問題,1、R 簡介 2、應(yīng)用實例 3、實驗作業(yè),入門實例,一、 R簡介,為什么要學(xué)習(xí)R語言 R的資源 資料與文獻(xiàn) 網(wǎng)站 統(tǒng)計分析軟件包 S-Plus和R的初步比較 R的運(yùn)行平臺 R_GUI R_Commander R_WinEdt R_ESS+XEmacs ,R的無私奉獻(xiàn)者,Bill Venables,Robert Gentleman,Ross Ihaka,R是 一個開放(GPL)的統(tǒng)計編程環(huán)境 一種語言，是語言(由AT demo(fm) q() 退出R,工具條介紹,Source R code,Load image,Save image,Cop

2、y and Paste,Stop current computation,Source R code 執(zhí)行R文件(*.R或*.r) Save image 保存工作空間,文件名為*.RData Load image 打開已有的工作空間 Stop current computation 中止當(dāng)前計算(由于超時等原因),(打開程序腳本),(載入映象),(保存映象),(打印),(中斷目前的計算),主菜單介紹（相應(yīng)有中文對照）,S的基本界面是一個交互式命令窗口，命令提示符是一個大于號，命令的結(jié)果馬上顯示在命令下面。后期版本也接受等號 “=”。,二、應(yīng)用實例,S命令主要有兩種形式：表達(dá)式或賦值運(yùn)算（用表示

3、）。在命令提示符后鍵入一個表達(dá)式表示計算此表達(dá)式并顯示結(jié)果。賦值運(yùn)算把賦值號右邊的值計算出來賦給左邊的變量。,可以用向上光標(biāo)鍵來找回以前運(yùn)行的命令再次運(yùn)行或修改后再運(yùn)行。 S是區(qū)分大小寫的，所以x和X是不同的名字。,我們用一些例子來看R軟件的特點。 假設(shè)我們已經(jīng)進(jìn)入了R的交互式窗口。 如果沒有打開的圖形窗口，在R中，用： x11(),可以打開一個作圖窗口。然后，輸入以下語句：, x1 x2 y plot(x2,y, type=l),plot(x2,y,main=“畫圖練習(xí)”, type=“s”, sub=“好好練, xlab=x軸,ylab=y軸),這些語句可以繪制正弦曲線圖。其中，“”是賦值

4、運(yùn)算符。0:100表示一個從0到100 的等差數(shù)列向量。,第二個語句可以看出，我們可以對向量直接進(jìn)行四則運(yùn)算，計算得到的x2 是向量x1的所有元素乘以常數(shù)2*pi/100的結(jié)果。,從第三個語句可看到函數(shù)可以以向量為輸入，并可以輸出一個向量，結(jié)果向量y的每一個分量是自變量x2的每一個分量的正弦函數(shù)值。從最后一個語句可以看出函數(shù)的調(diào)用也很自由，可以按位置給出自變量，也可以用“自變量名”的形式指定自變量值，這樣可以使用缺省值。,數(shù)學(xué)函數(shù) abs，sqrt：絕對值，平方根 log, log10, log2 , exp：對數(shù)與指數(shù)函數(shù) sin，cos，tan，asin，acos，atan，atan2：三

5、角函數(shù) sinh，cosh，tanh，asinh，acosh，atanh：雙曲函數(shù),簡單統(tǒng)計量,sum, mean, var, sd, min, max, range, median, IQR（四分位間距）等統(tǒng)計量， sort，order，rank與排序有關(guān)， 其它還有ave，fivenum，mad，quantile， stem等。,下面我們看一看S的簡單統(tǒng)計功能:, marks mean(marks) sd(marks) median(marks) min(marks) max(marks) boxplot(marks),第一個語句輸入若干數(shù)據(jù)到一個向量，函數(shù)c()用來把數(shù)據(jù)組合為一個向量。

6、 后面用了幾個函數(shù)來計算數(shù)據(jù)的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、中位數(shù)、最小值、最大值。 最后的函數(shù)繪制數(shù)據(jù)的盒形圖。 例中sd()是R中才有的函數(shù)，在S-PLUS中要用sqrt(var()來計算。 在S命令方式中要顯示一個表達(dá)式的值只要鍵入它。,中位數(shù)(median),排序后處于中間位置上的值,不受極端值的影響 主要用于順序數(shù)據(jù)，也可用數(shù)值型數(shù)據(jù)，但不能用于分類數(shù)據(jù) 各變量值與中位數(shù)的離差絕對值之和最小，即,四分位數(shù)(quartile),排序后處于25%和75%位置上的值,不受極端值的影響 主要用于順序數(shù)據(jù)，也可用于數(shù)值型數(shù)據(jù)，但不能用于分類數(shù)據(jù),四分位差(quartile deviation),對順序數(shù)據(jù)離散

7、程度的測度 也稱為內(nèi)距或四分間距 上四分位數(shù)與下四分位數(shù)之差 QD = QU QL 反映了中間50%數(shù)據(jù)的離散程度 不受極端值的影響 用于衡量中位數(shù)的代表性,未分組數(shù)據(jù)箱線圖(box plot),用于顯示未分組的原始數(shù)據(jù)的分布 箱線圖由一組數(shù)據(jù)的5個特征值繪制而成，它由一個箱子和兩條線段組成 其繪制方法是： 首先找出一組數(shù)據(jù)的5個特征值，即最大值、最小值、中位數(shù)Me 和兩個四分位數(shù)(下四分位數(shù)QL和上四分位數(shù)QU） 連接兩個四分（位）數(shù)畫出箱子，再將兩個極值點與箱子相連接。另外注意 兩邊的豎線也稱為胡須，分別離箱子邊的距離為1.5倍的四分位差(IQR)，在其外被認(rèn)為離群點,未分組數(shù)據(jù)單批數(shù)據(jù)箱

8、線圖(箱線圖的構(gòu)成),可以把若干行命令保存在一個文本文件（比如E:/WORK/MYPROG.S）中，然后用source 函數(shù)來運(yùn)行整個文件： source(E:/lian.R),注意字符串中的反斜杠。用sink()函數(shù)可以把以后的輸出從屏幕窗口轉(zhuǎn)向到一個外部文本文件，例如： sink(“E:/WORK/MYPROG.txt) 要恢復(fù)輸出到屏幕窗口，使用： sink(),在S中還可以用“?”號后面跟要查詢的函數(shù)來顯示幫助信息，例如: ?c ?=,例2:計算6, 4, 7, 8，10的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，把若干行命令保存在一個文本文件（比如E:lian1.R）中，然后用source 函數(shù)來運(yùn)行整個文件。

9、,a - c(10, 6, 4, 7, 8) b-mean(a) c-sd(a),source(F:/lian1.R) a b c,要退出S-PLUS或R，可以用q()函數(shù)，也可以用菜單命令。,R在退出時提問是否保存當(dāng)前工作空間，它可以把當(dāng)前定義的所有對象（有名字的向量、矩陣、列表、函數(shù)等）保存到一個文件。 ls()/ objects()查看當(dāng)前空間的對象,例3:查詢函數(shù)fivenum的幫助信息，并用幫助文件中的示例進(jìn)一步學(xué)習(xí)., ?fivenum, fivenum(0:100), fivenum(1:100),fivenum(c(rnorm(100), fivenum(c(rnorm(100

10、),-1:1/0),實驗作業(yè),1、查詢stem的函數(shù)幫助信息，并用幫助文件 中的案例進(jìn)一步學(xué)習(xí). 然后 繪制 12 12 11 10 9 10 12 的莖葉圖。 2、繪制y=x3 +sin(x)*cos(x)的函數(shù)圖，并加注 圖例“自變量X”、“函數(shù)Y”、“示意圖”.,要求：需給出程序、結(jié)果，存成word文檔 星期日前發(fā)送到 3 用戶名：Sryy 密碼： ryy,一個R的演示會話,見相應(yīng)文件 作為閱讀材料,附錄一 S常用函數(shù)參考,一、數(shù)據(jù)管理 vector：向量 numeric：數(shù)值型向量 logical：邏輯型向量 character；字符型向量 list：列表

11、data.frame：數(shù)據(jù)框 c：連接為向量或列表 length：求長度 subset：求子集 rep：重復(fù) NA：缺失值 seq，from:to，sequence：等差序列 NULL：空對象 sort，order，unique，rev：排序 unlist：展平列表 attr，attributes：對象屬性 mode，typeof：對象存儲模式與類型 names：對象的名字屬性,二、字符串處理,character：字符型向量 nchar：字符數(shù)substr：取子串 format，formatC：把對象用格式轉(zhuǎn)換為字符串 paste，strsplit：連接或拆分 charmatch，pmatch

12、：字符串匹配 grep，sub，gsub：模式匹配與替換,三、復(fù)數(shù),complex，Re，Im， Mod，Arg，Conj：復(fù)數(shù)函數(shù),四、因子,factor：因子 codes：因子的編碼 levels：因子的各水平的名字 nlevels：因子的水平個數(shù) cut：把數(shù)值型對象分區(qū)間轉(zhuǎn)換為因子 table：交叉頻數(shù)表 split：按因子分組 aggregate：計算各數(shù)據(jù)子集的概括統(tǒng)計量 tapply：對“不規(guī)則”數(shù)組應(yīng)用函數(shù),數(shù)學(xué),一、計算,+, -, *, /, , %, %/%：四則運(yùn)算 ceiling，floor，round，signif，trunc，zapsmall：舍入 max，min

13、，pmax，pmin：最大最小值 range：最大值和最小值 sum，prod：向量元素和，積 cumsum，cumprod，cummax，cummin：累加、累乘 sort：排序 approx和approx fun：插值 diff：差分 sign：符號函數(shù),二、數(shù)學(xué)函數(shù)(I),abs，sqrt：絕對值，平方根 log, exp, log10, log2：對數(shù)與指數(shù)函數(shù) sin，cos，tan，asin，acos，atan：三角函數(shù) sinh，cosh，tanh，asinh，acosh：雙曲函數(shù),beta，lbeta，gamma，lgamma，digamma，trigamma，tetragam

14、ma，pentagamma，choose ，lchoose：與貝塔函數(shù)、伽瑪函數(shù)、組合數(shù)有關(guān)的特殊函數(shù),fft，mvfft，convolve：富利葉變換及卷積 polyroot：多項式求根 poly：正交多項式 spline，splinefun：樣條差值 besselI，besselK，besselJ，besselY，gammaCody：Bessel函數(shù) deriv：簡單表達(dá)式的符號微分或算法微分,二、數(shù)學(xué)函數(shù)(II),三、數(shù)組,array：建立數(shù)組 matrix：生成矩陣 data.matrix：把數(shù)據(jù)框轉(zhuǎn)換為數(shù)值型矩陣 lower.tri：矩陣的下三角部分 mat.or.vec：生成矩陣或

15、向量 t：矩陣轉(zhuǎn)置 cbind：把列合并為矩陣 rbind：把行合并為矩陣 diag：矩陣對角元素向量或生成對角矩陣 aperm：數(shù)組轉(zhuǎn)置 nrow, ncol：計算數(shù)組的行數(shù)和列數(shù) dim：對象的維向量 dimnames：對象的維名 row/colnames：行名或列名 %*%：矩陣乘法 crossprod：矩陣交叉乘積（內(nèi)積）,三、數(shù)組,crossprod：矩陣交叉乘積（內(nèi)積） outer：數(shù)組外積 kronecker：數(shù)組的Kronecker積 apply：對數(shù)組的某些維應(yīng)用函數(shù) tapply：對“不規(guī)則”數(shù)組應(yīng)用函數(shù) sweep：計算數(shù)組的概括統(tǒng)計量 aggregate：計算數(shù)據(jù)子集的

16、概括統(tǒng)計量 scale：矩陣標(biāo)準(zhǔn)化 matplot：對矩陣各列繪圖 cor：相關(guān)陣或協(xié)差陣 Contrast：對照矩陣 row：矩陣的行下標(biāo)集 col：求列下標(biāo)集,四、線性代數(shù),solve：解線性方程組或求逆 eigen：矩陣的特征值分解 svd：矩陣的奇異值分解 backsolve：解上三角或下三角方程組 chol：Choleski分解 qr：矩陣的QR分解 chol2inv：由Choleski分解求逆,五、邏輯運(yùn)算,，=，=，!=：比較運(yùn)算符 !，&，&，|，|，xor()：邏輯運(yùn)算符 logical：生成邏輯向量 all，any：邏輯向量都為真或存在真 ifelse()：二者擇一 mat

17、ch，%in%：查找 unique：找出互不相同的元素 which：找到真值下標(biāo)集合 duplicated：找到重復(fù)元素,六、優(yōu)化及求根,optimize，uniroot，polyroot：一維優(yōu)化與求根,程序設(shè)計,一、控制結(jié)構(gòu),if，else，ifelse，switch：分支 for，while，repeat，break，next：循環(huán) apply，lapply，sapply，tapply，sweep：替代循環(huán)的函數(shù)。,二、函數(shù),function：函數(shù)定義 source：調(diào)用文件 call：函數(shù)調(diào)用 .C，.Fortran：調(diào)用C或者Fortran子程序的動態(tài)鏈接庫。 Recall：遞歸調(diào)用

18、 browser，debug，trace，traceback：程序調(diào)試 options：指定系統(tǒng)參數(shù) missing：判斷虛參是否有對應(yīng)實參 nargs：參數(shù)個數(shù) stop：終止函數(shù)執(zhí)行,二、函數(shù),on.exit：指定退出時執(zhí)行 eval，expression：表達(dá)式計算 system.time：表達(dá)式計算計時 invisible：使變量不顯示 menu：選擇菜單（字符列表菜單）,其它與函數(shù)有關(guān)的還有：delay，environment ，formals，，interactive，is.finite，is.function，is.language，is.recursive

19、 ，match.arg，match.call，match.fun，model.extract，name，parse，substitute，sys.parent ，warning，machine。,三、輸入輸出,cat，print：顯示對象 sink：輸出轉(zhuǎn)向到指定文件 dump，save，dput，write：輸出對象 scan，read.table，load，dget：讀入,四、工作環(huán)境,ls，objects：顯示對象列表 rm, remove：刪除對象 q，quit：退出系統(tǒng) .First，.Last：初始運(yùn)行函數(shù)與退出運(yùn)行函數(shù)。 options：系統(tǒng)選項 ?，help，help.start，apropos：幫助功能 data：列出數(shù)據(jù)集,統(tǒng)計計算 一、統(tǒng)計分布,每一種分布有四個函數(shù)： ddensity（密度函數(shù)），p分布函數(shù)， q分位數(shù)函數(shù)，r隨機(jī)數(shù)函數(shù)。 比如，正態(tài)分布dnorm，pnorm，qnorm，rnorm,下列各分布前面加前綴d、p、q或r就構(gòu)成函數(shù)名： norm：正態(tài)， t：t分布， f：F分布，chisq：卡方（包括非中心） unif：均勻，,統(tǒng)計計算 一、