Отображение и удаление объектов в памяти

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет географии и экологии

Основные понятия языка R

Учебно-методическое пособие

КАЗАНЬ - 2007

Составители:

доктор биологических наук, доцент А.А.Савельев,

старший преподаватель С.С.Мухарамова,

старший преподаватель А.Г.Пилюгин

Е.А.Алексеева

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов естественных факультетов, изучающих курс «Теория вераятности и математическая статистика». Даются основные понятия языка R, разбираются примеры использования операторов, методы анализа и обработки. предназначенной для выполнения практических заданий по курсам «ГеостАТИСТИКА» и «Теория вераятности и математическая статистика». Печатается по решению учебно-методической комиссии факультета географии и экологии

Введение 3

1. Основные операторы 4

1.1. Оператор <- 4

1.2. Отображение и удаление объектов в памяти 4

1.3. Вызов справки 5

2. Данные в R 6

2.1. Объекты 6

2.2. Чтение данных из текстового файла 7

2.3. Сохранение текстовых данных 10

2.4. Таблицы произвольной структуры 11

2.5. Загрузка и запись данных 13

2.6. Генерация (создание) данных 14

2.7. Управление объектами 17

3. Графики в R 22

3.1. Управление графическими окнами 22

3.2. Графические функции 23

3.3. Команды управления графиками нижнего уровня 25

3.4. Графические параметры 26

Список литературы. 28

Введение

Цель этого пособия состоит в том, чтобы дать отправную точку для людей, недавно заинтересовавшихсясистемойR.

R – статистическая система анализа, созданная Россом Ихакой и Робертом Гентлеманом (1996, J.Comput. Граф. Stat., 5: 299-314).R является и языком и программным обеспечением; его наиболее замечательный особенности:

• эффективная обработка данных и простые средства для сохранения результатов,

• набор операторов для обработки массивов, матриц, и других сложных конструкций,

• большая, последовательная, интегрированная коллекция инструментальных средств для проведения статистического анализа,

• многочисленные графические средства,

• простой и эффективный язык программирования, который включает много возможностей.

ЯзыкR - рассматривают как диалект языкаS созданный AT&T БэллЛаборатории.S доступен как программное обеспечение S-PLUS коммерческой системы MathSoft (см.http://www.splus.mathsoft.com для получения дополнительной информации). Есть существенные различия в концепцииR иS (те, кто хочет знатьбольше об этом может читать статью, написанную Gentleman и Ihaka (1996) или R-FAQ (часто задаваемые вопросы) (http://cran.r-project.org/doc/FAQ/R-FAQ.html).

R доступен в нескольких формах: исходный текст программ, написанный на C (и некоторые подпрограммы в Fortran77) и в откомпилированном виде.

R – язык со многими функциями для выполнения статистического анализа и графического отображения результатов, которые визуализируется сразу же в собственном окне и могут быть сохранены в различных форматах (например, jpg, png, bmp, eps, или wmf под Windows, ps, bmp, pictex под Unix).

Результаты статистического анализа могут быть отображены на экране. Некоторые промежуточные результаты (P-values, коэффициент регрессии и т.п.) могут быть сохранены в файле и использоваться для последующего анализа.

R – язык, позволяющий пользователю использовать операторы циклов, чтобы последовательно анализировать несколько наборов данных. Также возможно объединить в отдельную программу различные статистические функции, для проведения более сложного анализа.

Сначала,R может показаться слишком сложным для неспециалиста (например, биолога). На самом деле это не так. Главная особенностьR – ее гибкость. Например, анализ может быть сделан без отображения результата. Действительно, иногда необходима только часть результатов, которая представляет интерес.

Основные операторы

Инсталлированная система R запускается вызовом файла (RGui.exe или Rterm.exe R под Unix ). Появившееся подсказка ‘>’ указывает, что R ждет ваших команд. Под Windows, некоторые команды, связанные с операционной системой (доступ к справке, открытию файлов...) могут быть выполнены с помощью выпадающего меню, но большинство необходимо набирать на клавиатуре.

На первом этапе необходимо изучить три вещи: создание и изменение элементов, сохранение и удаление объектов из памяти, и доступ справке (помощь).

1.1. Оператор <-

R – объектно-ориентированный язык: переменные, данные, матрицы, функции, результаты, и т.д., хранятся в оперативной памяти компьютера в форме объектов, которые имеют имя. Для отображения его значения необходимо напечатать название объекта. Например, для отображения значения объекта n :

> n

[1] 10

Цифра 1 в скобках указывает, что отображается первый элемент n, который имеет значение 10.

Для того чтобы присвоить значение объекту используется символ "<-". Этот символ пишется вместе со знаком минус так, чтобы они представляли стрелку, которая может быть направлена слева направо, или наоборот:

> n <- 15

> n

[1] 15

> 5 -> n

> n

[1] 5

Значение также, может быть результатом арифметического выражения:

> n <- 10+2

> n

[1] 12

Можно просто напечатать выражение, не присваивая ему название, тогда результат будет отображен на экране, но не сохранен в памяти:

> (10+2) *5

[1] 60

Отображение и удаление объектов в памяти

Функция ls() показывает объекты, находящиеся памяти, отображая только их названия.

> name <- "ВОЛГА"; n1 <- 10; n2 <- 100; m <- 0.5

> ls()

[1] "m" "n1" "n2" "name"

При записи нескольких команд в одной строке, для того чтобы отделить одну команду от другой используется символ ";" (точка с запятой).

Если объектов в памяти много, может быть целесообразно, перечислить только те объекты, в названии которых содержатся определенные символы. Это может быть сделано с помощью параметра pattern (который может быть сокращен: pat):

> ls(pat = "m.")

[1] "m" "name"

Если мы хотим ограничить список объектов, например, названиями которые начинаются с этого символа:

> ls(pat = " ^ m.")

[1] "m"

Чтобы показать характеристики объектов, можно использовать функцию ls.str():

> ls.str()

n1: num 10

n2: num 100

name: chr "name"

По умолчанию, ls.str() отображает все характеристики объекта, включая столбцы данных, матрицы и списки, которые могут привести к очень длинному выводу для составных объектов.

> М. <-data.frame (n1, n2, m)

> ls.str(pat = "M.")

M: ‘data.frame’: 1 Обь. из 3 переменных:

$ n1: цифровой 10

$ n2: цифровой 100

$ м.: цифровой 0.5

Для определения уровня подробностей отображения составных объектов с помощью функции ls.str() используется параметр max.level

> ls.str(pat = "M.", max.level =-1)

M: ‘data.frame’: 1 Обь. из 3 переменных:

Для удаления объекта из памяти, используется функция rm(): rm(x)удалит объект x, rm(x, y) - объекты x и y , rm(list=ls())– удалит все объекты. Упомянутые выше варианты для функции ls() можно также использовать, выборочного удаления объектов:

>rm (list=ls(pat = "m"))

Вызов справки

СправкаR дает некоторую очень полезную информации относительно того, как использовать функции.

Справку в формате html вызывают, печатая:

> help.start()

Поиск с ключевыми словами возможен со справкой html. Поиск функций может быть сделан при помощи оператора apropos ("что"), который выводит список имен функции с "что" в их имени:

> apropos("anova")

[1] "anova" "anova.glm" "anova.glm.null" "anova.glmlist"

[5] "anova.lm" "anova.lm.null" "anova.mlm" "anovalist.lm"

[9] "print.anova" "print.anova.glm" "print.anova.lm" "stat.anova"

Справка доступна и в текстовом формате для конкретной функции, например:

> ?lm

отображает файл справки для функции lm(). Функция help(lm) или help("lm") имеет тот же самый эффект. Эта последняя функция используется, чтобы обратиться к справке c нетрадиционными символами:

>? *

Ошибка: синтаксическая ошибка

> help ("*")

Арифметика package:base R Документация

Арифметические Операторы.

Данные в R

Объекты

R работает с объектами, которые имеют два встроенных атрибута: тип данныхи длина. Тип данных – вид элемента; имеются четыре типа данных: num(числовой), char(символьный), complex(комплексный) и logical(логический). Длина - общее количество элементов объекта. Приведем список возможных типов данных для различных объектов

Возможные типы данных для R объектов:

Объект	Возможные типы данных	Использование в объекте нескольких типов данных
vector	числовой, символьный, комплексный, логический	Нет
factor	числовой, символьный	Нет
array	числовой, символьный, комплексный, логический	Нет
matrix	числовой, символьный, комплексный, логический	Нет
data.frame	числовой, символьный, комплексный, логичный	Да
Ts	числовой, символьный, комплексный, логический	Да
List	числовой, символьный, комплексный, логический, функция, выражение, формула	Да

vector (вектор) – обычная переменная.

factor (фактор) – категорийная переменная.

array (массив) – таблица с k измерениями

matrix (матрица) – частный случай массива с k = 2. У массива и матрицы все элементы одного и того же типа.

Data.frame– таблица состоящая из нескольких векторов одинаковой длины, но возможно различных типов.

Ts – набор данных временного ряда, содержащий дополнительные атрибуты, такие как: частота и дата.

Среди несвойственных атрибутов объекта, может быть: dim (размерность) - который соответствует измерениям многомерного объекта. Например, матрица с 2 строками и 2 столбцами имеет для dim, пару значений [2,2], но его длина– 4.

R также различает в названий объектов, заглавные и строчные буквы. Так, x и X используются к различным объектам:

> x <-1; X <-10

> ls ()

[1] "X" "x"

> X

[1] 10

> x

[1] 1