Что значит в языке r

R – Операторы

Оператор – это символ, который указывает компилятору выполнять определенные математические или логические манипуляции. Язык R богат встроенными операторами и предоставляет следующие типы операторов.

Типы операторов

У нас есть следующие типы операторов в R программировании –

  • Арифметические Операторы
  • Операторы отношений
  • Логические Операторы
  • Операторы присваивания
  • Разные операторы

Арифметические Операторы

В следующей таблице приведены арифметические операторы, поддерживаемые языком R. Операторы действуют на каждый элемент вектора.

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

Когда мы выполняем приведенный выше код, он дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

Когда мы выполняем приведенный выше код, он дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

Операторы отношений

Следующая таблица показывает реляционные операторы, поддерживаемые языком R. Каждый элемент первого вектора сравнивается с соответствующим элементом второго вектора. Результатом сравнения является логическое значение.

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

Логические Операторы

В следующей таблице приведены логические операторы, поддерживаемые языком R. Он применим только к векторам типа логический, числовой или комплексный. Все числа больше 1 считаются логическим значением ИСТИНА.

Каждый элемент первого вектора сравнивается с соответствующим элементом второго вектора. Результатом сравнения является логическое значение.

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

Логический оператор && и || рассматривает только первый элемент векторов и выдает вектор одного элемента в качестве выходных данных.

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

Операторы присваивания

Эти операторы используются для присвоения значений векторам.

Вызывается Левое назначение Live Demo

это дает следующий результат –

Называется право назначения Live Demo

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

это дает следующий результат –

Разные операторы

Эти операторы используются для специальных целей, а не для общих математических или логических вычислений.

10 главных конструкций языка R

Недавно мы рассказали, для чего нужен и что умеет язык R. Теперь познакомимся с ним поближе и посмотрим, из чего он состоит и как на нём пишутся программы. На самом деле здесь 9 конструкций, но 10 звучит круче.

Точка с запятой в R не ставится.

Комментарии

Для комментариев в R используют решётку, как и в большинстве языков:

Переменные и векторы

Чтобы объявить переменную, достаточно объявить её имя и присвоить ей что-нибудь, а R сам разберётся, какой тип тут нужен:

Если говорить совсем точно, то в R существует много структур данных: векторы, матрицы, списки, факторы и так далее. Самым важным считается вектор — это набор элементов, у которых одинаковый тип данных.

Сами типы векторов такие:

  • логический (logical),
  • целочисленный (integer),
  • вещественный (double),
  • комплексный (complex),
  • символьный (character),
  • двоичные данные (raw).

С векторами можно делать любые операции из векторной алгебры. Если что — у нас есть отличный цикл про векторы и матрицы. Матрицы в R тоже есть.

Внешние модули

Сила языка R — во внешних модулях или пакетах, которые существенно расширяют возможности базового набора команд. Они позволяют быстрее строить нейросети, вторые — анализировать данные, а третьи заточены на работу со статистикой.

Чтобы подключить внешний модуль, используют команду library():

Ввод и вывод

Для вывода значения переменной достаточно просто написать её имя:

А для вывода сообщения нужна команда print(): print(«Привет, это журнал Код!»).

Если нужно вывести график функции, можно использовать стандартную команду plot() — она построит график в виде точек, гистограмм или соединит всё линиями.

Так как R предназначен для работы с большими объёмами данных, то ввод данных идёт не с клавиатуры, а из файлов:

Но если нужен ввод с клавиатуры, используйте команду readline():

Присваивание и сравнение

Сравнение обозначается как обычно, двойным знаком равно:

А вот присваивания есть два, стрелка и знак равенства.

Если не вдаваться в нюансы использования, то стрелка отвечает за глобальное использование переменной, чтобы она была видна всем, а знак равенства — за локальное использование, то есть внутри какой-то подпрограммы.

Условный оператор if

В нём никаких сюрпризов: фигурные скобки, как в JavaScript, и скобки для выражения, которое проверяем:

Цикл for

А вот цикл for похож уже на Python с его диапазоном для организации шага цикла. Остальное всё то же самое — фигурные скобки тоже нужны для группировки нескольких команд:

Функции

Работают и объявляются точно так же, как и в других языках высокого уровня. Единственное отличие в том, что функция объявляется не сама по себе, а как бы отправляется в переменную (как стрелочная функция в JavaScript):

Классы, методы и объекты

R — полностью объектно-ориентированный язык. Каждый элемент в нём — это объект, даже функции и таблицы. Поэтому всё, что работает в ООП (классы, методы и объекты), работает и в R, но на более сложном уровне абстракции.

В R можно посмотреть список всех доступных методов для любого объекта с помощью команды methods(). Например, если нам нужно понять, какие методы есть у команды plot(), которая рисует нам график, то нам нужно написать в консоли среды разработки: methods(plot)

В ответ мы получим все доступные методы:

Кстати, метод default срабатывает, когда plot() получает на обработку объект неизвестного ей класса.

Как появился R

R (R Core Team 2021) — это язык для статистического анализа и визуализации данных. Он возник как ответвление языка S/Splus, разработанного еще в 70-х годах в Bell Laboratories.

Росс Ихака (Ross Ihaka) и Роберт Джентльмен (Robert Gentleman), молодые ученые из университета Окленда, Новая Зеландия разработали R в 1993 году (Ihaka 1998) .

Роберт Джентльмен и Росс Ихака

Сейчас Росс Ихака занимается статистикой в университете Окленда (Associate Professor). В 2010 году Ихака начал работать над новым языком с целью усовершенствовать R и улучшить его быстродействие (Ihaka 2010) .

Росс Ихака

Роберт Джентльмен работал как ученый и эксперт в нескольких компаниях биотехнологического и генетического профиля, и недавно стал вицепрезидентом компании 23andMe как эксперт в биоинформатике. Еще в 2001 году Роберт Джентльмен начал работать над проектом Bioconductor.

Роберт Джентльмен

RStudio — среда разработки

Создатели RStudio

RStudio (RStudio Team 2019) — это свободно распространяемая среда для разработки (integrated development environment) на языке R.

RStudio была основана в 2009 году американским программистом и интернет-предпринимателем Джозефом Аллером (Joseph J. Allaire). Среду RStudio можно устанавливать на компьютеры с разными операционными системами (Windows, OS X, and Linux).

Джозеф Аллер

Сейчас RStudio, пожалуй, самый удобный вариант среды для разработки на R. Мне кажется, что бум использования R в начале 10-х годов отчасти объясняется тем, что писать программы стало гораздо удобнее благодаря появлению среды RStudio.

К слову, вторая причина роста популярности R — это появление графического пакета ggplot2 (Wickham 2016) , написанного Хедли Викхемом (Hadley Wickham). Этот пакет во много раз облегчил построение сложных и красивых графиков. С тех пор Хедли Викхем написал еще много полезных пакетов и сейчас работает Chief Scientist в RStudio и Adjunct Professor в университете Окленда.

Хедли Викхем

Для работы над этим курсом вам понадобится установить

Устройство RStudio

RStudio

Окно редактора RStudio разделено на 4 области:

  1. код (зеленый прямоугольник на схеме) — это обычный текстовый редактор, в котором открывают и редактирут файлы с программами.
  2. консоль/RMarkdown (оранжевый прямоугольник на схеме). На вкладке консоль можно в живом режиме выполнять команды R, если вы не хотите их сохранять в виде программы.
  3. файлы/графики/пакеты/помощь/просмотр (желтый прямоугольник на схеме). На вкладке помощь можно просматривать файлы справки. На вкладке графики будут появляться графики. На вкладке файлы расположен файловый менеджер, который позволяет перемещаться по директориям вашего проекта и компьютера.
  4. среда/история (и еще может быть /Git, если ваш проект под контролем версий) (синий прямоугольник на схеме). На вкладке история есть список всех выполненных команд R. На вкладке среда расположен список объектов, находящихся в памяти.

структура RStudio

Организация рабочего пространства

  1. Создайте папку (например, Proteomics ), где будут храниться ВСЕ материалы курса. Например: Мы будем ее называть рабочей директорией. В эту папку помещайте ВСЕ файлы с кодом (с расширением .R).
  2. Внутри папки Proteomics создайте папку data , где будут храниться все файлы с данными для анализа.

В итоге у вас должно получиться примерно это:

Настройка

Все настройки RStudio находятся меню Tools -> Global Options

  • Восстановление рабочено пространства из прошлого сеанса — это лучше отменить, т.к. обычно переменные-призраки очень мешают. На вкладке General убираем галочку Restore .RData into workspace at startup , и меняем Save workspace to .RData on exit — Never .
  • Перенос длинных строк в окне кода — это удобно. На вкладке Code ставим галочку рядом с опцией Soft-wrap R source files .

Клавиатурные сокращения

  • Ctrl + Shift + C — закомментировать/раскомментировать выделенный фрагмент кода.
  • Ctrl + Enter — отправляет строку из текстового редактора в консоль, а если выделить несколько строк, то будет выполнен этот фрагмент кода.
  • Tab или Ctrl + Space — нажмите после того как начали набирать название функции или переменной, и появится список автоподстановки. Это помогает печатать код быстро и с меньшим количеством ошибок.

Автоподстановка названий функций начинает работать как только вы ввели несколько первых букв названия функции. Вы можете вызвать ее раньше, если нажмете Tab или Ctrl + Space .

автоподстановка названий функций в RStudio

Как только вы полностью ввели название функции и скобки, RStudio автоматически ставит закрывающую скобку и показывает раздел справки Usage для этой функции.

автоподстановка аргументов функций в RStudio

Если вы нажмете Tab или Ctrl + Space , когда курсор находится внутри скобок, то вам покажут список аргументов этой функции с расшифровками их значений из раздела справки Arguments для этой функции.

автоподстановка аргументов функций в RStudio

Установка дополнительных пакетов

R — модульная система, он состоит из пакетов. Некоторые пакеты уже установлены, другие придется устанавливать из внешнего репозитория.

Из центрального репозитория R CRAN пакеты можно установить при помощи функции install.packages() , указав имя пакета. Запустите RStudio (с правами администратора, если вы в Windows) и, для начала, установите пакеты ggplot2 и readxl — они нам сегодня понадобятся.

Остальные пакеты мы будем устанавливать по мере необходимости.

Пакеты единожды устанавливаются в локальную библиотеку, затем их нужно активировать для работы один раз за сеанс.

Язык программирования R/Введение

R может быть использован как калькулятор и предоставляет возможности для любых простых вычислений.

Также возможно сохранять числовые и строковые объекты.

Также можно сохранять векторы.

Также можно получать данные о векторе при помощи length(), mean() и var():

Можно определить матрицу:

Можно нарисовать данные используя plot():

Можно определить структуру данных:

Вы можете сохранить сессию R (все объекты в памяти) и загрузить сессию.

Можно определить рабочую директорию. Внимание, для пользователей Windows: R использует прямой, а не обратный слеш, в именах директорий.

В R существуют спецсимволы:

  • NA : Not Available (то есть пропущенные значения)
  • NaN : Not a Number («не число», например, неопределённость 0/0)
  • Inf: Бесконечность
  • -Inf : Минус бесконечность.

Выражение 0 делить на 0 даёт NaN, но 1 делить на 0 даёт + ∞

Из R можно выйти используя q(). Аргумент no обозначает, что сессию сохранять не нужно.

Типы данных [ править ]

Все типы данных можно представить двумя группами: контейнеры и первичные типы данных. Любая переменная в языке R может принимать только значение типа контейнера, элементами могут уже являться значения первичных типов данных. Нельзя присвоить переменной значение типа число. Также попытка обратиться к одному элементу вернет контейнер с одним элементом.

При проведении анализа работа почти всегда осуществляется не с отдельными значениями а с группами значений. Поэтому в языке R все операции работают с наборами данных. Кстати команды для выполнения однотипных операций над множеством элементов (расширение SSE) присутствует в системе команд процессора x86-64, это значит что процессор имеет все возможности для оптимизации этих операций, например выполнение суммирования 4х чисел с плавающей точкой float выполняется за один такт. В этой связи в целях оптимизации данные должны быть особым образом представлены в памяти. Из этого вытекают ограничения на однотипность данных в векторах.

Количество элементов можно менять. Сами элементы можно менять. Получить доступ к элементу можно указанием его номера например a[1] . Выбирайте этот тип данных если нужно хранить одно или несколько значений, с которыми планируется выполнять одинаковые операции.

Обратите внимание, во всех контейнерах кроме Dataframe есть требование к одинаковости типов данных элементов, а это значит, у каждого типа данных должно быть свое значение NA, что и показано в таблице.

Векторы [ править ]

Вы можете создать вектор используя функцию c() которая объединяет несколько однотипных элементов. Возможно, также, создать последовательность используя символ : или функцию seq(). Например, 1:5 создаёт вектор-последовательность чисел от 1 до 5. Функция seq() позволяет указывать интервал между числами. Можно повторять образец используя функцию rep(). Также можно создать численный вектор с пропущенными значениями, используя функцию numeric(), или символьный — character(), или логический (то есть TRUE или FALSE) — logical().

Функция length() вычисляет длину вектора (количество переменных, а не x 2 + y 2 + z 2 +y^+z^>>> ).

Функция last() возвращает последний элемент вектора.

Factors [ править ]

  • Функция factor() трансформирует вектор в factor. Также, factor может быть отсортирован при помощи опции ordered=T или функции ordered().
  • Функция levels() возвращает уровни factor-а.
  • Функция gl() генерирует factor-ы:
    • n — количество уровней;
    • k — количество повторений каждого factor-а;
    • length — общая длина factor-а;
    • labels — опциональный параметр присваивающий метки каждому уровню.

    Смотрите также is.factor(), as.factor(), is.ordered() и as.ordered().

    Матрицы [ править ]

    • Если вы хотите создать матрицу, то одной из возможностей является использование функции matrix(). Вы вводите вектора, набор строк или столбцов, и можете указать R как конкретно нужно интерпретировать данные (по умолчанию как столбцы). Вот два примера:
    • Функции cbind() и rbind() комбинируют векторы в матрицы по столбцам или по строкам:
    • Размерность матрицы может быть получена при помощи функции dim(). Иначе функции nrow() и ncol() возвращают, соответственно, количество строк и столбцов:
    • Функция t() транспонирует матрицу:

    Структуры [ править ]

    Структуры относят к «спискам переменных/векторов одинаковой длины». В представленном примере, создаётся структура из двух векторов, где каждый из пяти элементов. Первый вектор «v1» состоит из последовательности целых чисел от 1 до 5. Второй вектор «v2» состоит из логических значений.

    Структуры могут создаваться напрямую. В следующем примере, определение и наименование обоих векторов происходит непосредственно в списке аргументов.

    Массивы [ править ]

    Массивы состоят из n измерений, где каждое может быть вектором из объектов R одинакового типа. Одномерные массивы с одним элементом могут быть созданы следующим кодом:

    Одномерный (dim=c(1)) массив x создаётся из вектора с одним значением из c(T,F). Идентичный одномерный массив y может быть создан с обоими значениями из c(T,F):

    Трёхмерный массив — 3 на 3 на 3 — может быть создан как показано ниже:

    Массивы в R используются похожим на другие языки образом: посредством индексирования целыми числами начиная с 1 (а не 0, как в C). Следующий код демонстрирует как можно получить третий элемент трёхмерного массива (то есть массив 3 на 3):

    Указание двух из трёх размерностей возвращает одномерный массив:

    Указание трёх из трёх размерностей возвращает элемент трёхмерного массива:

    Возможна и более сложная адресация:

    Массив должен быть симметричным по всем размерностям. Следующий код создаёт пару массивов 3 на 3:

    Объекты векторов, из которых состоит массив, должны быть одинакового типа, но не обязательно числового:

    Списки [ править ]

    Список — это коллекция объектов R разного типа. Функция list() создаёт список; unlist() трансформирует список в вектор.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *