初窥R（基本说明、获取帮助、工作空间、输入输出、包）

本篇简要介绍使用R的一些基本概念，包括基本说明、获取帮助、工作空间、输入输出，每个知识点中都会通过一个例子来练习。

一、R基本情况说明

　　1、R是一种区分大小写的解释性语言。

　　2、控制台默认使用命令提示符 < 表示。我们可以在 < 后每次输入一条命令；按 Enter键执。或者一次性将一组命令写在一个文件中，执行该文件。

　　3、R的数据类型包括向量、矩阵、数据框（类似于数据集）和列表（各种对象的集合）。

　　4、R的大部分功能都是有程序内置函数和用户自编函数提供的，一次交互性会话期间的所有数据对象都被保存于内存中（这点很重要）。一些基本函数都是默认直接可使用的，其他高级函数则包含于按需加载的程序包中。

　　5、R语句是由函数和赋值构成的。其中，R使用<- 作为赋值符号。注：R允许以=作为赋值符，但是这并不是标准写法。另外，我们可以反转赋值方向。x <- 5 和 5 -> x 的意思一样。

　　6、注释。R的注释符是#，任何#后出现的文本都会被R解释器忽略。

　　先来个小例子练练手吧：

　　录入代码和部分运行结果：

> age <- c(1,3,5,2,11,9,12,3)

> weight <- c(4.4,5.3,7.2,5.2,8.5,7.3,6.0,10.4,10.2,6.1)

> mean(weight)

[1] 7.06

> sd(weight)

[1] 2.077498

> cor(age,weight)

Error in cor(age, weight) : 不兼容的量度

> age <- c(1,3,5,2,11,9,3,9,12,3)

> cor(age,weight)

[1] 0.9075655

> plot(age,weight)

>

　　对以上的过程进行解释。注意，只是解释每个命令提示符的过程。[]表示结果。

　　①使用函数c()以向量的形式录入一组数据，并赋值给变量age，表示年龄；

　　②同理，使用函数c()以向量的形式录入一组数据，并赋值给变量weight，表示体重；

　　③对体重求平均；

　　④求体重的标准差；注：这里报了一个错误：不兼容的量度。原来是age向量和weight向量的数值个数不一致导致的。重新对age进行赋值，再重新运行标准差的命令。（通过键盘上的方向键 ↑ 可以快速录入之前的命令文本）

　　⑤计算年龄age和体重weight的相关度；

　　⑥用图形展示年龄和体重的关系。

二、获取R帮助

　　学会如何通过帮助文档来助力编程，是一个攻城狮必备的软技能。

　　R的内置帮助文档提供了当前已安装包中所有函数的细节、参考文献以及使用示例。我们可以通过以下函数进行查看

函数	功能
help.start()	打开帮助文档首页，HTML格式
help("函数名")或?函数名	查看函数的帮助，比如help（"c"）表示查看函数c的帮助；“”可以省略
help.search("函数名")或??函数名	以函数名作为关键词在本地帮助文档中搜索
RSiteSearch("函数名")	以函数名作为关键词搜索在线文档和邮件列表存档，结果以网页形式展现
apropos("参数名",mode="function")	列出名称中包含有制定参数的所有函数
data()	列出当前所加载的包中所有的可用示例数据集
vignette()	列出当前所加载包中所有的vignette文档，又称小文品，一般是PDF格式的文档
example（"函数名"）	函数的使用示例，引号可以省略
vignette("foo")	以foo作为主题，显示相关的小文品

三、R的工作空间

　　工作空间（workspace）就是当前R的工作环境，它储存着所有用户定义的对象（向量、矩阵、函数、数据框、列表）。

　　在一个R会话结束时，你可以将当前工作空间保存到一个镜像中，并在下次启动R时自动载入它。各种命令可在R命令行中交互式地输入。使用上下方向键查看已输入命令的历史记录。这样我们就可以选择一个之前输入过的命令并适当修改，最后按回车重新执行它。

　　当前的工作目录（working directory）是R用来读取文件和保存结果的默认目录。我们可以使用函数getwd()来查看当前的工作目录，或使用函数setwd()设定当前的工作目录。

　　如果需要读入一个不在当前工作目录下的文件，则需在调用语句中写明完整的路径。记得使用引号闭合这些目录名和文件名。

　　管理工作空间的部分标准命令见表

函数	功能
getwd()	显示当前的工作目录
setwd("mydirectory")	修改当前的工作目录为mydirectory
ls()	列出当前工作空间中的对象
rm(objectlist)	移除（删除）一个或多个对象
help(options)	显示可用选项的说明
options()	显示或设置当前选项
history(#)	显示最近使用过的#个命令（默认值为25）
savehistory("myfile")	保存命令历史到文件myfile中（默认值为.Rhistory）
loadhistory("myfile")	载入一个命令历史文件（默认值为.Rhistory）
save.image("myfile")	保存工作空间到文件myfile中（默认值为.RData）
save(objectlist, file="myfile")	保存指定对象到一个文件中
load("myfile")	读取一个工作空间到当前会话中（默认值为.RData）
q()	退出R。将会询问你是否保存工作空间

　　通过运行以下代码清单和观察结果来理解以上的命令：　　　　

　　②更改当前的工作目录，到自己的目录。记得路径要用正斜杠。

　　③再次查询当前的工作目录，发现已经更改为我们自己的路径了

　　④创建一个包含20个均匀分布的随机变量的向量，赋值给x

　　⑤查询x

　　⑥生成x的摘要统计量

　　⑦生成x的直方图

　　⑧格式化打印台的显示，保留三位有效数字，全局临时变量。注意：数值型的变量显示三位有效数字，很好理解；如果向量中的每个数据的精确度不一样又怎么显示呢？R采取的策略是：该向量所有数值最小的值按照digits的精确度显示，其他的数值和该结果的最小的位数保持一致。例如上述例子中，options(digits=3)时，此时查询x向量，因为x的最小值是0.05688816，最小值保留三位有效数字是0.0569，x中其他的数值要和0.0569小数位数保持一致，这就是为什么其他的数值看起来有效个数并不是3的原因。

　　⑨x的直方图效果如下：

　　⑩将命令的历史记录保存到文件名为day01中，没有则新建

　　⑪工作空间保存到wd_day01中，没有则新建(如果不指定文件名load(),会在当前工作路径下自动创建.RData文件，如已存在，则追加)，效果如下：

　　⑫结束当前会话。

　　现在我们重新启动会话，运行以下代码观察效果：

　　①重新打开的会话的工作空间被重置为默认的工作路径

　　②重新设置工作空间路径后，ls()并没有任何对象

　　③加载之前保存的工作空间文件，这时，我们之前创建的对象x就可以再次使用啦，并且，我们发现此时的options("digits")值恢复为默认值了（7）。

四、R的输入输出

　　1、启动R后，默认开始一个交互式的会话，从键盘接收输入和从屏幕进行输出。

　　2、source("文件名")，在当前会话执行一个脚本文件，文件名不包含路径的话，R会假设此脚本在当前工作目录中。

　　3、sink()重定向文本文件。不加参数sink()仅仅向屏幕返回输出结果；sink("文件名")，将结果重定向到指定文件中，默认情况下，覆盖该文件；设置参数append=TRUE时，追加在指定文件后，不覆盖；设置split=TRUE时，输出结果同时发送给屏幕和输出到文件中。

　　4、图形输出可以使用以下命令，最后使用dev.off()将输出返回到终端：

　　举例：

　　如果执行：

　　source("script.R")

　　将会在当前回话中执行文件script.R中的R代码，结果显示在屏幕上；

　　如果执行：

　　sink("输出文件名",append=TRUE,split=TRUE)

　　pdf("图片.dpf")

　　source(script2.R)

　　当前回话将会执行script.R中R代码，结果会同时显示在屏幕上，文本输出将会追加到文件输出文件的后面，图形输出保存在到文件图片.pdf中。

　　如果执行：

　　sink()

　　dev.off()

　　source("script3.R")

　　文件script3.R中的R代码将会执行，结果仅仅显示在屏幕上

五、R包

　　R提供大量开箱即用的功能（自带功能），更让人激动的是一部分功能可以通过可选模块的下载和安装来实现。下载地址：http://cran.r-project.org/web/packages

　　这些包横跨多个领域、数量惊人，包括了地理数据分析、处理蛋白质质谱、心里检测分析。

　　包是什么？

　　包是函数、数据、预编译代码以一种定义完善的格式组成的集合。存储包的位置叫做库（library）。函数 .libPaths()能够显示库的路径，函数library()则可以显示库中所有的包，包只有被加载才能使用，search()用于查询那些包被加载可以使用了：

　　包的安装和更新

　　第一次安装包，可以使用install.packages()。不加参数执行install.packages()将显示一个CRAN镜像站点列表，选择其中一个镜像站点后，可以看到所有可用包的列表，选择其中一个下载和安装。

　　选中其中一个站点双击：

　　下载提示成功：

　　如果你知道自己想安装包的名字的话，可以直接使用 install.packages("包名")来下载安装它。

　　update.packages()可以更新已经安装的包：

　　installed.packages()将列出安装的包，以及他们的版本号、所在库位置、依赖关系、通行证等信息。

　　包的载入

　　包的下载仅仅是将包从某个镜像网站下载并放入库中的过程，要在R中使用这个包的话，还需要在当前回话中载入它，可以使用命令 library()。如要使用gclus包，执行命令library(gclus)即可；

　　包在每次对话中只需要载入一次；

　　如果有必要，可以在自定义启动中启动那些会频繁使用的包。（包括之前的工作空间等，我们发现R中部分功能在开始新的会话时会恢复到默认，这对于大部分程序员来说，是可忍孰不可忍！好，我们下一章专门探索一下如何自定义启动环境）

　　包的使用

　　在载入一个包之后就可以使用中这个包中一系列的函数和数据集了。

　　命令help(package= "gclus")将输出这个包中所有函数名和数据集列表以及简短描述：