一、R语言介绍

《区域水环境污染数据分析实践》
Data analysis practice of regional water environment pollution

苏命、王为东
中国科学院大学资源与环境学院
中国科学院生态环境研究中心

2025-04-09

R的历史

• 1976年：
  • 前身是S语言，由贝尔实验室John Chambers及其同事开发
• 1993年：
  • R语言由Ross Ihaka和Robert Gentleman在奥克兰大学开发
  • R的诞生是为了提供一个强大的统计计算和图形显示的平台

• 1995年：R发布第一个公开版本
• 2000年代： R语言逐渐成为统计学和数据科学领域重要工具
• 2010年：Hadley Wickham发布了ggplot2包，数据可视化方面更强
• 2016年：创建CRAN（Comprehensive R Archive Network），R包中央库
• 至今
  • R语言已成为数据科学和统计学领域最受欢迎的工具之一，被广泛用于数据分析、机器学习、数据可视化等领域

R的特点

一般特点

• 免费、开源、支持各个主要计算机系统。
• 完整的程序设计语言，基于函数和对象。
• 支持完善的数据类型，如向量、矩阵、数据框等。

技术特点

• 所有存在都是对象。
• 所有动作都是函数调用。
• 支持函数编程和对象类。
• 是动态类型语言，运行速度相对较慢。

R的参考资料

推荐参考书

• Hadley Wickham and Garrett Grolemund(2022). R for Data Science
• Hadley Wickham(2019). Advanced R
• Hadley Wickham(2016). ggplot2 Elegant Graphics for Data Analysis
• John M. Chambers(2008). Software for Data Analysis-Programming with R
• Venables, W. N. & Ripley, B. D.(2002). Modern Applied Statistics with S (MASS)

R的参考资料

中文参考书

• 《R语言编程艺术》
• 《R语言实战》
• 《R语言教程与实践》
• 《R语言数据可视化实战》
• 《R语言从入门到精通》

R的下载与安装

R的下载与安装

• R的官方网站：https://www.r-project.org/
• CRAN镜像网站：http://mirror.bjtu.edu.cn/cran/
• 下载官方的R软件后按提示安装

RStudio

什么是RStudio？

• RStudio官方网站: https://posit.co/products/open-source/rstudio/
• RStudio是一个集成开发环境（IDE），专门用于R语言编程和数据分析。
• 它提供了一个直观的界面，使得编写、调试和运行R代码变得更加容易。

RStudio

RStudio的功能

1. 代码编辑器：提供了语法高亮、自动补全和代码折叠等功能。
2. 控制台：用于直接执行R代码并查看结果。
3. 环境和历史记录：可以查看当前加载的数据、函数和变量，以及之前执行过的命令。
4. 图形和可视化：RStudio内置了绘图设备，可以方便地创建各种统计图表。
5. 文件管理器：可直接在RStudio中管理文件和项目。
6. 包管理器：方便地安装、更新和管理R包。
7. Markdown编辑器：支持Markdown格式，可以创建美观的文档和报告。

如何获取RStudio？

• RStudio可以从官方网站免费下载并安装：RStudio官网
• RStudio是一个强大的R编程环境，为R用户提供了丰富的功能和工具。
• 它简化了R语言的使用，提高了数据分析和可视化的效率。

扩展包：R package

• R有一万多个扩展软件包，提供了各种各样的功能
• 已安装的基本R包，如base, stats, graphics等，启动R时默认载入
• 其它扩展包需要用library(.)函数载入运行；或者采用dplyr::filter(.)方式

• Code
• Output

# load a R package
library(ggplot2)

# plot it based on the functions from `ggplot2` package
mtcars |>
  dplyr::filter(cyl != 8) |>
  ggplot(aes(hp, mpg, color = am)) +
  geom_point() +
  geom_smooth(formula = y ~ x, method = "loess")

安装R包

• 以安装sos包为例。
• 在RStudio中调用“Tools”菜单的“Install Packages”，输入或选择sos即可安装。
• R图形界面安装
• 如果不用RStudio， 在R图形界面选菜单“程序包-安装程序包”进行安装。
• 在CRAN镜像选择窗口中选择中国的镜像，如“China (Beijing 2)”，然后选择要安装的扩展软件包名称即可完成下载和安装。
• 程序安装

# 指定镜像网站并安装扩展包
options(repos=c(CRAN="https://mirror.tuna.tsinghua.edu.cn/CRAN/"))
install.packages("sos")

# 当R包不是CRAN标准包，代码放在[github](https://github.com)
if (!require(devtools)) install.packages('devtools')
devtools::install_github("kjhealy/socviz")

安装R包

结语

• R语言是一种强大的统计计算和数据分析工具，适用于各种领域。
• 通过学习R语言，可以进行数据处理、统计分析和数据可视化。

欢迎讨论！

苏命|https://drwater.net; https://drwater.net/team/ming-su/; Slides

mingsu@rcees.ac.cn;