01-R 语言介绍

1. 欢迎来到 R 语言

你好，我是悦创。

R 语言是应用最广泛的统计编程语言。

而且 R 语言它是数据科学家和分析师的首选。

在本课程中，我们将学习R语言的基础知识，了解如何创建存储和操作数据的程序、以及如何使用各种数据集执行数据分析任务，以及如何使用图形和图表可视化结果。

本课程学习的技能可应用于任何与数据相关的领域，包括金融、数据科学、机器学习等。

【单选题】小测

“R 语言可以用于机器学习“这句话的描述是正确的吗？

• True（正确）
• False（错误）

1.1 R 语言项目

让我们从编写一个输出文本的简单程序开始。

print( "编程学习就上 Bornforthis.cn！" )

运行结果：

[1] "编程学习就上 Bornforthis.cn！"

打印（print）功能用于输出文本。

它后面是括号，包括我们想要输出的文本，用引号括起来。

运行代码以查看结果！

【填空题】小测

将下面代码填写完整使得可以打印出“aiyc good”的结果。

___("___")

2. 注释

注释用于解释代码。当程序运行时，它们将被忽略。

您可以使用 # 在 R 中创建注释。

例如：

# 输出 "编程学习就上 Bornforthis.cn！"
print( "编程学习就上 Bornforthis.cn！" )

该行的 # 符号后面的任何内容都将被忽略。

注释很有用，因为它们有助于阅读和理解更大的代码段，并解释代码正在做什么。

3. 变量

通常，每个 R 程序都处理数据。

变量允许您存储和操作数据。变量有名称和值。

例如，让我们创建一个名为 x 的变量，并将值 42 存储在其中：

x = 42

注意，我们使用赋值运算符 = 为变量赋值。

现在，我们可以使用 print 输出存储在 x 中的值

print(x)

变量名必须以字母或点开头，可以包括字母、数字和点或下划线字符。

为 R 中的变量赋值的更优选方法是使用向左赋值 <- 运算符：

我们将 42 左赋值给我们的 x 之后在通过 print 打印出来。

x <- 42
print(x)

我们可以在程序中使用多个变量，为它们使用不同的值，并在程序中为它们分配新的值。

例如：

price <- 99.9
name <-"James"
message <- "Some text"
price <- 42.6
print(price)
print(name)

效果截图如下所示：

R 语言是区分大小写的，因此，例如，Price 和 price 是两个不同的变量。

【单选题】小测

下面该代码中会输出什么？

x <- 9
y <- 3
x <- y
print(x)

• 3
• 0
• 9
• 6

4. R 语言中输出前的 [1] 索引标记的含义

在 R 语言中，当你输出一个向量或其他数据结构时，前面的 [1] 是一个索引标记，表示输出的数据从第一个元素开始。这是 R 语言为了帮助用户跟踪长向量或数据的起始位置而提供的一个标记。

例如：

x <- 1:10
print(x)

这会输出：

[1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10

这里的 [1] 表示输出的第一个元素是这个向量的第一个元素。

如果你有一个更长的向量，例如：

x <- 1:100
print(x)

输出可能是这样：

 [1]   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10
[11]  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20
...

这里，每一行前的索引标记 [1]、[11] 等表示该行的第一个数字在整个向量中的位置。这样，在长向量的输出中，你可以容易地知道每一行的起始位置。

5. 数据类型

5.1 数字型

变量可以存储不同类型的数据，例如整数、小数、文本。

在 R 中，不需要指定变量将保持的类型。相反，R 语言将自动从分配给它的值中获取类型。

例子：

# 小数赋值
var1 <- 3.14
# 整数赋值
var2 <- 88L
# 文本赋值
var3 <- "hello"
print(var1)
print(var2)
print(var3)

效果截图如下：

请注意，对于整数，我们需要按字母 L 处理值。这使得 R 语言将值存储为整数。

我们还可以分配不带 L 的数字，L 将它们存储为数字。 不带 L 的数字，R 语言将它们存储为数字（双精度浮点数）

使用 L 表示法可以确保R语言将值用作整数，这比数值占用的内存空间少，因为数值也可以有小数点。

【单选题】小测

以下哪个选项是用来将值存储为整数的？

• 1.34
• "9"
• 42
• 87

5.2 字符串

R 中的文本存储为字符串。

我们在前面的课程中已经看到字符串：它们被单引号或双引号包围：

X <- "hello"
y <- 'world '

你使用哪种引号都没有区别，两者都是创建一个字符串。

只需确保使用相同的引号打开和关闭文本。

如果需要在字符串中使用引号，可以使用反斜杠将其转义：

message = "使用反斜杠来\"转义\""
print(message)

请注意，在打印值时，它还将输出反斜杠。

您可以使用 cat 函数而不是打印来输出它，而不使用反斜杠。

message = "使用反斜杠来\"转义\""
print(message)
cat(message)

与 print 相比，cat 不输出方括号中的输出行号，如果我们都使用 cat 进行输出的话内容会连接在一起不会实现语句换行，反之在使用 print 进行输出的话每一条语句都可以进行换行输出。

效果如下：

【填空题】小测

将下面代码填写完整使得将“bornforthis.cnopen in new window”赋值给text，并且输出“bornforthis.cnopen in new window”。

text ___ "bornforthis.cn__
print(___)

5. 基础数学

5.1 算术运算符

R 支持基本的算术运算。你可以将它们用于变量或值。

例子：

x <- 11
y <- 4
# 加法
print(x + y)
# 减法
print(x - y)
# 乘法
print(x * y)
# 除法
print(x / y)
# 求幂（指数）
print(x ^ y)
print(x ** y)
# 取模（取余）
print(x %% y)
# 取商
print(x %/% y)

5.2 类型结果探究

在 R 语言中，支持两种除法操作：

1. 除法（/）：这是最常见的除法运算符，结果为小数（浮点数），即便是两个整数相除，结果也会是小数形式。

   例如：5 / 2 会得到 2.5。

2. 整数除法（%/%）：这个运算符执行的是整数除法，结果会丢弃小数部分，只保留整数部分，即便原本的结果是一个小数。

   例如：5 %/% 2 会得到 2。

此外，还有一个与除法相关的运算符：

• 取余数（%%）：这个运算符返回的是除法操作后的余数。

  例如：5 %% 2 会得到 1。

所以：R 语言支持两种类型的除法运算：普通除法和整数除法。普通除法（使用 / 运算符）的结果为小数，即使两个操作数都是整数。整数除法（使用 %/% 运算符）的结果是一个整数，它丢弃了结果的小数部分。

在 R 语言中，使用普通除法运算符 / 的话，即使结果是一个可以完全除尽的情况，输出的结果仍然会是一个浮点数，即使它的小数部分是 0。例如：

result <- 9 / 3
print(result)  # 输出将会是 3（实际上是3.0，但R通常不会显示小数点后的0）

尽管输出显示为 3，这实际上是一个浮点数（在 R 中，它是一个数值类型，numeric）。这意味着即使两个数能够整除，/ 运算符得到的结果仍然是浮点数类型。这在某些情况下，尤其是在进行类型敏感的操作时，是需要注意的。

> typeof(9 / 3)
[1] "double"

小测

这段代码的输出是什么？

a <- 7
b <- 2
print(a%/%b)

5.3 Math 函数

R 还支持执行数学任务的函数。

例如，min 和 max 函数可用于查找给定数字集的最小值和最大值：

a <- 8  
b <- 12
#最小值
print(min(a, b))
#最大值
print(max(a, b))

我们也可以在 min 和 max 函数中使用 2 个以上的数字—只需使用逗号将它们分隔开即可。

> max(1, 2, 3, 4)
[1] 4

类似地，R 语言中有一个内置的 sqrt 函数，我们可以用于查找给定数字的平方根：

print(sqrt(64))

【填空题】小测

将下面代码填充完整使得可以查找并输出给定 3 个变量中的最大值。

x <- 42 
y <- 99
z <- 2
res <-___(x___y,___)
print(res)

6. 布尔值

6.1 布尔值

布尔指（Boolean）是 R 中的另一种数据类型。

它可以有以下两个值之一：TRUE 和 FALSE。

布尔值是在比较值时创建的。

例如：

x <- 14
print(x > 20 )

在上面的代码中，我们使用大于 > 运算符将 x 与值 20 进行比较。

比较的结果是一个值为 FALSE 的布尔值，因为 x 不大于20。

【多选题】小测

在下面选项中选择出 Boolean 的两个值。

• no
• FALSE
• TRUE
• “true”
• yes

6.2 关系运算符

R 支持以下用于比较的关系运算符：

• > 大于；
• < 小于；
• <= 小于等于；
• >= 大于等于；
• == 相等
• != 不相等

例子：

x <- 42
print(x >= 8)
print(x > 24)
print(x == 42)
print(x != 42)

小测

下面这串代码中输出是什么？

num <- 15
val <- num-6
print((num%/%val)>=2)

7. 输入输出

7.1 输入输出

7.1.1 接受输入(Taking Input)

这将输出第一个输入。R 允许你获取用户输入并将其存储在变量中。

readLines 函数用于读取作为单独输入提供的每一行，使其成为读取多个输入的方便方式。

例如：

input <- readLines('stdin') 

现在，输入是一个变量，它分别保存给定输入的每一行。

注意'stdin'参数——需要读取标准输入。

为了访问输入，我们需要使用方括号提供要访问的行数：

print(input[1])
print(input[1])

这将输出第一个输入。

这个变量实际上是一个向量。在接下来的模块中，我们将了解更多有关向量的信息。现在，请记住访问其元素的语法。

如何运行？

脚本会等待您的输入。你可以输入一些文本，然后按 Ctrl + D（在 Unix 系统如 Linux 或 Mac 上）或 Ctrl + Z 然后回车（在 Windows上）来结束输入。

这将导致 readLines 函数从标准输入读取文本，保存到变量 input 中，然后打印出来。如果您想从文件而不是从标准输入读取，你需要将 'stdin' 替换为文件路径。

input <- readline(prompt="Please enter some input: ")
print(input)

【选词填空】小测

x <- readLines('____')
___(x[___])

7.1.2 输入(input)

默认情况下，输入是字符串。

因此，为了对输入执行数字操作，我们需要将其转换为数字：

input<- readLines("stdin")
x <- input[1]
X <- as.integer(x)
print(x*2)

现在，x 是一个整数，我们可以用它作为一个数字。

当 R 读取输入的每一行时，请记住使用新行拆分多个输入。

【单选题】小测

在 readLines() 中我们将输入存储类型是以下向量那个?

• integer
• newlines
• strings

7.1.3 输出（Output）

正如我们在前面的课程中所看到的，我们可以使用 print 和 cat 函数输出值。

x <- "hello"
print(x)
cat(x)

效果如下所示：

> x <- "hello"
> print(x)
[1] "hello"
> cat(x)
hello> 

你可以使用 \n 特殊符号为文本添加新行。

例如：

x <- "hellolnthere!\n"
print(x)
cat(x)

效果如下所示：

> x <- "hellolnthere!\n"
> print(x)
[1] "hellolnthere!\n"
> cat(x)
hellolnthere!

【单选题】小测

以下哪个选项是换行符号？

• \r
• \n
• "
• \t

8. 小节训练

8.1 测试（一）

创建变量 age 并赋值 42 并输出。

age <- 42
print(age)

8.2 测试（二）

下面这个代码输出的内容是什么？

x <- 4
y <- 1
x <- x-y
print(x %% 2)

8.3 测试（三）

下面这个代码输出的内容是什么？

a <- 8
b <- a/3
print(b < 2)

8.4 测试（四）

将下面代码填写完整使得代码可以获取键盘输入的内容，将键盘输入的内容转换为整数，然后输出其双精度。

input <-___('stdin')
x <-___.___(input[1])
print(x * 2)

input <-readLines('stdin')
x <-as.integer(input[1])
print(x*2)

8.5 测试（五）

下面这个代码输出的内容是什么？

x <- 6
y <- x-2
z <- min(x, y)
print(sqrt(z))

8.6 测试（六）

给定的代码需要 3 个数字作为输入。

完成程序以输出 3 个输入中的最大值。

使用 print 语句输出结果。

input <- readLines('stdin')
x <- as.integer(input[1])
y <- as.integer(input[2])
z <- as.integer(input[3])

input <- readLines('stdin')
x <- as.integer(input[1])
y <- as.integer(input[2])
z <- as.integer(input[3])
s <- max(x,y,z)
print(s)

• R 语言变量命名规则
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