R编程入门指南:从零开始学习R语言数据分析

什么是R编程?

R是当今最受欢迎的统计编程脚本语言之一。自2010年代初以来,对R程序员的需求不断增长,R仍然是数据科学家中首选的编程语言。

近年来,R语言也开始应用于深度学习领域,这对许多统计学家来说非常有帮助,使得他们能够轻松地在各自领域进行深度学习,使得R成为当前蓬勃发展的人工智能领域中不可或缺的一部分。

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R编程语言的历史

R的前身是一种名为S(S代表统计)的语言,由AT&T开发用于统计计算。AT&T在1976年开始开发S,作为其内部统计分析环境的一部分,该环境最初是以FORTRAN库的形式实现的。

S的幕后人物是约翰·查默斯。单字母名称S受到当时广泛使用的C语言编程启发。

R是由Ross Ihaka和Ross Gentleman在新西兰奥克兰大学于1992年开始的项目中开发的。第一个版本在1995年发布,第一个稳定测试版于2000年问世。

R最初与S有所不同,它在现有的S功能之上添加了词法作用域的语义。R这个单字母的名称同样受到S的启发,它取自于两位作者名字的首字母。

R是在GNU公共许可证下开发的,并且可以公开分发。

S语言后来由TIBCO公司从AT&T手中购买,通过添加一些高级分析功能和面向对象编程能力,发展成了S-plus。

R编程的特点

  • 平台独立性 – 可在多个计算平台上运行,如Windows、Linux和Mac OS。
  • 可移植性 – 易于在手机、平板电脑和游戏机上运行。
  • 频繁发布 – 及时修复错误,减少使用困扰。
  • 卓越的图形功能 – 与ggplot2和plotly等美观的图形库兼容,确保出版质量的图形可视化。
  • 多功能性 – 开发者社区每天都在开发和改进数百个用于特定目的的软件包。
R编程特点

R语言的优势

相比于S和S-plus,R仍然是更为主流和广泛使用的统计编程语言,并且这是理所当然的,原因在于它具备诸多优点。

  • R的开发初衷是构建S语言的开源实现,因此R是并将永远保持为开源软件。
  • R有数千名专业科学家和统计学家不断使用和改进它。
  • R兼容Windows、Mac和Linux。它几乎可以在任何地方运行,且不占用太多空间。
  • 除了统计处理功能外,R还可以用作通用编程语言,具有函数式编程和面向对象编程能力。
  • 由于ggplot2和plotly的参与,R相比多种商业产品具有更优越的可视化功能。
  • R提供的图形更加美观,受到世界各地专家的青睐。
  • R并非天生基于图形用户界面的环境。它只接受命令作为输入,这使得将命令保存为脚本并在不同领域间移植变得容易。
  • R会话得到高效管理。您的命令历史记录和数据在会话之间得到保存,因此您可以轻松地从上次中断的地方继续。
  • R拥有丰富且响应迅速的在线开发者社区。

R的局限性

尽管R具有许多优点,它被认为是最不受排斥的编程语言之一。然而,与其他任何语言一样,R远非完美。在开始学习R之前,牢记其缺点将会很有帮助。

  • 陡峭的学习曲线:R不是一门容易入门的语言。初学者由于命令行界面而难以入门。像RStudio这样的集成开发环境(IDE)将在一定程度上帮助克服这一限制。此外,大量的软件包可能会让初学者感到困惑。
  • 占用物理内存大:与其强大的竞争对手Python不同,R将其所有数据存储在物理内存中。这使得处理大型数据集变得困难。但幸运的是,近年来R与Hadoop的集成已经大大改善,在很大程度上缓解了这个问题。
  • 执行速度较慢:在代码能够像在MATLAB或Python上那样快速运行之前,R需要进行大量优化。在设计程序时,需要对对象内部工作原理有深入理解,以避免执行缓慢。

R的开发环境

在CRAN项目(全称为Comprehensive R Archive Network,综合R档案网络)中,R可以作为一个命令行界面环境来使用。然而,作为一个初学者,你将会通过使用一个集成开发环境(IDE)更快地学习,而R有许多可供选择的IDE。

  • RStudio:最流行的R入门IDE。有桌面版和企业版可供选择。
  • StatET:基于Eclipse的R编程和包构建IDE。
  • ESS-R项目:除了R之外,还支持多种统计软件包,如S-Plus、SAS、Stata和OpenBUGS/JAGS。
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