R語言：邁向大數據之路

內容簡介

DOS 時代用彙編語言，Windows 時代倡導 Windows 編程，Internet 時代是 HTML 的天下，進入大數據時代， R 語言必須掌握！本書作者作為一名歷經四個時代的老程式設計師，深知學習編程的痛苦與歡樂，結合多年的開發經驗完成此書。本書將從無到有地教讀者 R 語言的使用，同時學習本書並不需要統計學基礎，在學習編程的過程中，就掌握了一些必要的統計知識。本書完整講解了幾乎所有 R 語言語法與使用技巧，通過豐富的程式案例講解，讓你事半功倍。

圖書目錄

Chapter01　基本概念

1-1　BigData的起源2

1-2　R語言之美2

1-3　R語言的起源2

1-4　R的運行環境5

1-5　R的擴展5

1-6本書的學習目標5

本章習題6

Chapter02　第一次使用R

2-1第一次啟動R8

2-1-1在MacOS下啟動R8

2-1-2在MacOS下啟動RStudio8

2-1-3在Windows環境中啟動R和RStudio9

2-2認識RStudio環境10

2-3第一次使用R12

2-4R語言的對象設定15

2-5Workspace視窗16

2-6結束RStudio18

2-7保存工作成果19

2-7-1使用save（）函式保存工作成果19

2-7-2使用saveimage（）函式保存Workspace20

2-7-3下載之前保存的工作20

2-8歷史記錄21

2-9程式注釋22

本章習題24

Chapter03　R的基本數學運算

3-1對象命名原則28

3-2基本數學運算28

4

R語言——邁向大數據之路

3-2-1四則運算28

3-2-2餘數和整除29

3-2-3次方或平方根29

3-2-4絕對值30

3-2-5exp（）與對數30

3-2-6科學符號e31

3-2-7圓周率與三角函式32

3-2-8四捨五入函式32

3-2-9近似函式33

3-2-10階乘34

3-3R語言控制運算的優先權34

3-4無限大Infinity35

3-5NotaNumber（NaN）36

3-6NotAvailable（NA）37

本章習題39

Chapter04　向量對象運算

4-1數值型的向量對象44

4-1-1建立規則型的數值向量對象應使用序列獄坑符號44

4-1-2簡單向量對象的運算45

4-1-3建立向量對象函式seq（）46

4-1-4連線向量對象函式c（）47

4-1-5重複向量對象函式rep（）48

4-1-6numeric（）函式48

4-1-7程式語句跨行的處理49

4-2常見向量對象的數學運算函式50

4-3考慮Inf、-Inf、凳旋戲欠NA的向量運算53

4-4R語言的字元串數據的屬性54

4-5探索對象的戀汗幾屬性55

4-5-1探索對象元素的屬性55

4-5-2探索對象的結構56

4-5-3探索對象的數據類型57

4-6向量對象元素的存取57

4-6-1使用索引取得向量對象的元素57

4-6-2使用負索引挖掘向量對象內的部分元素58

5

4-6-3修改向量對象元素值59

4-6-4認識系統內建的數據集letters和LETTERS60

4-7邏輯向量（LogicalVector）61

4-7-1基本套用61

4-7-2對Inf、-Inf和缺失值NA的處理63

4-7-3多組邏輯表達式的套用64

4-7-4NOT表達式蘭請協65

4-7-5邏輯值TRUE和FALSE的運算65

4-8不同長度向量對象相乘的應淚盛辨棄用66

4-9向量對象的元素名稱67

4-9-1建立簡單含元素名稱的向量對象67

4-9-2names（）函式67

4-9-3使用系統內建的數據少洪殃集islands68

本章習題71

Chapter05　處理矩陣與更高維數據

5-1矩陣Matrix78

5-1-1建立矩陣嚷愚端78

5-1-2認識矩陣的屬性79

5-1-3將向量組成矩陣81

5-2取得矩陣元素的值82

5-2-1矩陣元素的取得82

5-2-2使用負索引取得矩陣元素83

5-3修改矩陣的元素值84

5-4降低矩陣的維度86

5-5矩陣的行名和列名87

5-5-1取得和修改矩陣對象的行名和列名88

5-5-2dimnames（）函式89

5-6將行名或列名作為索引90

5-7矩陣的運算91

5-7-1矩陣與一般常數的四則運算91

5-7-2行（Row）和列（Column）的運算93

5-7-3轉置矩陣94

5-7-4%*%矩陣相乘94

5-7-5diag（）95

6

R 語言——邁向大數據之路

5-7-6 solve（） 96

5-7-7 det（） 97

5-8 三維或高維數組 97

5-8-1 建立三維數組 97

5-8-2 identical（）函式 98

5-8-3 取得三維數組的元素 98

5-9 再談 class（）函式 99

本章習題 101

Chapter 06　因子 Factor

6-1 使用 factor（）或 asfactor（）函式建立因子 108

6-2 指定缺失的 Levels 值 109

6-3 labels 參數 109

6-4 因子的轉換 110

6-5 數值型因子在轉換時常見的錯誤 110

6-6 再看 levels 參數 111

6-7 有序因子（Ordered Factor） 112

6-8 table（）函式 113

6-9 認識系統內建的數據集 114

本章習題 116

Chapter 07　數據框 Data Frame

7-1 認識數據框 120

7-1-1 建立第一個數據框 120

7-1-2 驗證與設定數據框的列名和行名 121

7-2 認識數據框的結構 121

7-3 取得數據框的內容 122

7-3-1 一般取得 122

7-3-2 特殊字元$ 123

7-3-3 再看取得的數據 123

7-4 使用 rbind（）函式增加數據框的行數據 124

7-5 使用 cbind（）函式增加數據框的列數據 125

7-5-1 使用$符號 126

7-5-2 一次加多個列數據 126

7-6 再談轉置函式 t（） 127

本章習題 128

7

Chapter 08　串列 List

8-1 建立串列 134

8-1-1 建立串列對象——對象元素不含名稱 134

8-1-2 建立串列對象——對象元素含名稱 134

8-1-3 處理串列內對象元素的名稱 135

8-1-4 獲得串列的對象元素個數 136

8-2 獲得串列內對象的元素內容 136

8-2-1 使用“$”符號取得串列內對象的元素內容 136

8-2-2 使用“[[ ]]”符號取得串列內對象的元素內容 137

8-2-3 串列內對象的名稱也可當索引值 137

8-2-4 使用“[ ]”符號取得串列內對象的元素內容 138

8-3 編輯串列內對象的元素值 139

8-3-1 修改串列元素的內容 139

8-3-2 為串列增加更多元素 141

8-3-3 刪除串列內的元素 144

8-4 串列合併 145

8-5 解析串列的內容結構 146

本章習題 148

Chapter09　進階字元串的處理

9-1語句的分割154

9-2修改字元串的大小寫154

9-3unique（）函式的使用155

9-4字元串的連線155

9-4-1使用paste（）函式常見的失敗實例1155

9-4-2使用paste（）函式常見的失敗實例2156

9-4-3字元串的成功連線與collapse參數156

9-4-4再談paste（）函式157

9-4-5撲克牌向量有趣的套用158

9-5字元串數據的排序158

9-6搜尋字元串的內容159

9-6-1使用索引值搜尋160

9-6-2使用grep（）函式搜尋160

9-7字元串內容的更改161

9-8正則表達式（RegularExpression）162

8

R語言——邁向大數據之路

9-8-1搜尋具有可選擇性162

9-8-2搜尋分類字元串163

9-8-3搜尋部分字元可重複的字元串163

本章習題164

Chapter10　日期和時間的處理

10-1日期的設定與使用170

10-1-1asDate（）函式170

10-1-2weekdays（）函式170

10-1-3months（）函式171

10-1-4quarters（）函式171

10-1-5Syslocaleconv（）函式171

10-1-6SysDate（）函式172

10-1-7再談seq（）函式172

10-1-8使用不同格式表示日期173

10-2時間的設定與使用173

10-2-1Systime（）函式174

10-2-2asPOSIXct（）函式174

10-2-3時間也是可以作比較的175

10-2-4seq（）函式與時間175

10-2-5asPOSIXlt（）函式175

10-3時間序列177

本章習題180

Chapter11　編寫自己的函式

11-1正式編寫程式184

11-2函式的基本組成184

11-3設計第一個函式185

11-4函式也是一個對象186

11-5程式代碼的簡化187

11-6return（）的功能188

11-7省略函式的大括弧189

11-8傳遞多個函式參數的套用190

11-8-1設計可傳遞兩個參數的函式190

11-8-2函式參數的默認值191

9

11-8-33點參數“”的使用192

11-9函式也可以作為參數194

11-9-1正式實例套用194

11-9-2以函式的程式代碼作為參數傳送195

11-10局部變數和全局變數195

11-11通用函式（GenericFunction）196

11-11-1認識通用函式print（）197

11-11-2通用函式的默認函式198

11-12設計第一個通用函式198

11-12-1最佳化轉換百分比函式199

11-12-2設計通用函式的默認函式200

本章習題202

Chapter12　程式的流程控制

12-1if語句208

12-1-1if語句的基本操作208

12-1-2if…else語句210

12-1-3if語句也可有返回值212

12-1-4if…elseif…elseif…else213

12-1-5嵌套式if語句214

12-2遞歸式函式的設計215

12-3向量化的邏輯表達式217

12-3-1處理向量數據時if…else產生的錯誤217

12-3-2ifelse（）函式217

12-4switch語句219

12-5for循環221

12-6while循環224

12-7repeat循環225

12-8再談break語句226

12-9next語句227

本章習題228

Chapter13　認識apply家族

13-1apply（）函式234

13-2sapply（）函式236

13-3lapply（）函式238

10

R語言——邁向大數據之路

13-4tapply（）函式238

13-5iris鳶尾花數據集240

本章習題242

Chapter14　輸入與輸出

14-1認識資料夾248

14-1-1getwd（）函式248

14-1-2setwd（）函式248

14-1-3filepath（）函式248

14-1-4dir（）函式248

14-1-5listfiles（）函式249

14-1-6fileexist（）函式250

14-1-7filerename（）函式250

14-1-8filecreate（）函式250

14-1-9filecopy（）函式250

14-1-10fileremove（）函式251

14-2數據輸出cat（）函式251

14-3讀取數據scan（）函式253

14-4輸出數據write（）函式256

14-5數據的輸入257

14-5-1讀取剪貼簿數據257

14-5-2讀取剪貼簿數據readtable（）函式258

14-5-3讀取Excel檔案數據259

14-5-4認識CSV檔案以及如何讀取Excel檔案數據260

14-5-5認識delim檔案以及如何讀取Excel檔案數據262

14-6數據的輸出263

14-6-1writeClipboard（）函式263

14-6-2writetable（）函式264

14-7處理其他數據265

本章習題272

Chapter15　數據分析與處理

15-1複習數據類型276

15-2隨機抽樣276

15-2-1將隨機抽樣套用於撲克牌277

11

15-2-2種子值277

15-2-3模擬骰子279

15-2-4比重的設定279

15-3再談向量數據的抽取並以islands為實例280

15-4數據框數據的抽取——對重複值的處理282

15-4-1重複值的搜尋284

15-4-2which（）函式285

15-4-3抽取數據時去除重複值285

15-5數據框數據的抽取——對NA值的處理287

15-5-1抽取數據時去除含NA值的行數據287

15-5-2naomit（）函式288

15-6數據框的欄位運算289

15-6-1基本數據框的欄位運算289

15-6-2with（）函式290

15-6-3identical（）函式290

15-6-4將欄位運算結果存入新的欄位290

15-6-5within（）函式291

15-7數據的分割291

15-7-1cut（）函式292

15-7-2分割數據時直接使用labels設定名稱292

15-7-3了解每一人口數分類有多少州293

15-8數據的合併293

15-8-1之前的準備工作294

15-8-2merge（）函式使用於交集合併的情況295

15-8-3merge（）函式使用於並集合併的情況296

15-8-4merge（）函式參數“allx=TRUE”296

15-8-5merge（）函式參數“ally=TRUE”297

15-8-6match（）函式297

15-8-7%in%298

15-8-8match（）函式結果的調整299

15-9數據的排序299

15-9-1之前的準備工作299

15-9-2向量的排序300

15-9-3order（）函式301

15-9-4數據框的排序301

12

R語言——邁向大數據之路

15-9-5排序時增加次要鍵值的排序302

15-9-6混合排序與xtfrm（）函式304

15-10系統內建數據集mtcars305

15-11aggregate（）函式307

15-11-1基本使用307

15-11-2公式符號FormulaNotation307

15-12建立與認識數據表格308

15-12-1認識長格式數據與寬格式數據309

15-12-2reshapes2擴展包309

15-12-3將寬格式數據轉成長格式數據melt（）函式310

15-12-4將長格式數據轉成寬格式數據dcast（）函式312

本章習題315

Chapter16　數據匯總與簡單圖表製作

16-1之前的準備工作320

16-1-1下載MASS擴展包與crabs對象320

16-1-2準備與調整系統內建state相關對象320

16-1-3準備mtcars對象322

16-2了解數據的唯一值322

16-3基礎統計知識與R語言323

16-3-1數據的集中趨勢323

16-3-2數據的離散程度325

16-3-3數據的統計328

16-4使用基本圖表認識數據331

16-4-1繪製直方圖331

16-4-2繪製密度圖334

16-4-3在直方圖內繪製密度圖336

16-5認識數據匯總函式summary（）337

16-6繪製箱形圖338

16-7數據的相關性分析341

16-7-1iris對象數據的相關性分析341

16-7-2stateUSA對象數據的相關性分析343

16-7-3crabs對象數據的相關性分析344

16-8使用表格進行數據分析345

16-8-1簡單的表格分析與使用345

16-8-2從無到有建立一個表格數據345

13

16-8-3分別將矩陣與表格轉成數據框347

16-8-4邊際總和347

16-8-5計算數據的占比348

16-8-6計算行與列的數據占比349

本章習題350

Chapter17　常態分配

17-1用直方圖檢驗crabs對象356

17-2用直方圖檢驗beaver2對象357

17-3用QQ圖檢驗數據是否服從常態分配359

17-4shapirotest（）函式361

本章習題363

Chapter18　數據分析——統計繪圖

18-1分類數據的圖形描述368

18-1-1條形圖與barplot（）函式368

18-1-2圓餅圖與pie（）函式371

18-2量化數據的圖形描述372

18-2-1點圖與dotchart（）函式373

18-2-2繪圖函式plot（）376

18-3在一個頁面內繪製多張圖表的套用391

18-4將數據圖存檔393

18-5開新視窗395

本章習題397

Chapter19　再談R的繪圖功能

19-1繪圖的基本設定404

19-1-1繪圖設備404

19-1-2繪圖設定407

19-1-3layout（）函式的設定418

19-2高級繪圖421

19-2-1曲線繪圖curve（）421

19-2-2繪圖函式coplot（）423

19-2-33D繪圖函式426

19-3低級繪圖——附加圖形於已繪製完成的圖形429

19-3-1points（）函式與text（）函式429

14

R語言——邁向大數據之路

19-3-2lines（）、arrows（）與segments（）函式432

19-3-3ploygon（）函式繪製多邊形434

19-3-4abline（）直線、legend（）圖例、title（）抬頭與axis（）438

19-4互動式繪圖443

本章習題446

AppendixA　下載和安裝R

A-1下載R語言456

A-2下載RStudio458

AppendixB　使用R的補充說明

B-1獲得系統內建的數據集460

B-2看到陌生的函式461

B-3看到陌生的對象461

B-4認識CRAN463

B-5搜尋擴展包463

B-6安裝與載入擴展包464

B-7閱讀擴展包的內容465

B-8更新擴展包466

B-9搜尋系統目前的擴展包466

B-10卸載擴展包467

B-11R-Forge467

AppendixC　本書習題答案

AppendixD　函式索引表

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