第一节 概述

R语言是由诞生于20世纪70年代贝尔实验室的S统计绘图语言演变而来。1992年新西兰奥克兰大学统计学Ross Ihaka和Robert Gentleman教授为了方便教授统计学课程,基于S语言的源代码,编写了一套能执行S语言的软件,并将该软件的源代码全部公开,即R语言。目前R核心开发小组负责维护此软件。他们将全球优秀的统计应用软件打包提供给用户,用户可以通过网站(http://www.r-project.org)了解有关R的最新信息和使用说明,得到最新版本的R软件和程序包。R软件具备完整的数据处理、计算和作图功能,不依赖于操作系统,可以在Linux、Windows及Mac系统中运行。R软件提供了弹性的、互动的环境来分析数据、可视化展示数据;提供了若干统计程序包,以及多种集成的各种统计及数学计算的函数,高效完成数据的统计分析。随着R语言的不断发展,其提供了一整套数据读入、规整、处理、建模、可视化及形成可重复性报告的功能。

一、R软件的安装

R语言可以自由下载,可选择在国内与自己最近的镜像中下载。如以Windows版本为例,从清华大学的镜像网站https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/CRAN/获取最新的版本(至2020年底目前最新版本为R-4.0.3),下载地址为https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/CRAN/bin/windows/base/R-4.0.3-win.exe。请注意,因R软件大约每3个月升级一次,如果上述直接下载网址的网页不能打开,则说明R已经升级,建议到相关镜像网站下载最新版本的R软件,或者仍可尝试用迅雷等软件下载。下载成功后,双击运行安装软件R-4.0.3-win.exe,通常读者可采用默认安装,也可根据自己的需要设置不同的安装路径。安装成功后,桌面会生成快捷图标。双击则弹出R语言的主窗口,界面如图2-1。

R软件部分统计功能整合在R语言底层,大多数功能以程序包的形式提供,用户可以根据需求安装相应的统计包(package)。R包的安装来源主要有三个,包括:①从R语言官网上直接下载相关R包并安装;②从Bioconductor上下载R包并安装;③从Github上下载R包并安装。常用的有三种安装方式:命令方式、菜单方式及本地加载。以“R2WinBUGS”程序包为例,在已连接网络的情况下,根据提示选择不同的镜像即可(建议选择国内镜像)。安装命令如下:

图2-1 R语言主窗口

安装源自Github(https://github.com/)的R包,需要先安装devtools包,然后用devtools包里的install_github函数来进行安装,具体代码如下:

或者

这里需要注意的是,github中的R包需要在其前面加上该包所在的库名,否则无法进行下载安装。本书强烈建议采用线上方式安装扩展包,这样R可以“自动补全”安装扩展所依赖的其他扩展包。

除R的标准程序包(如base包)外,其他手动安装的新的程序包在使用前需要手动加载,有两种方法:命令方式及菜单方式,仍以“R2WinBUGS”程序包为例,在采用该程序包前需要加载,命令如下:

library命令每次只能加载一个程序包,读者可以安装pacman包,采用如下命令加载多个包:

该命令可同时加载R2WinBUGS、metafor、tidyverse三个程序包。R语言对字母的大小写要求严格,同名字母的大小写为不同的字符,在安装、加载及命令输入时应注意。

二、RStudio软件的安装

RStudio是R的集成开发环境(IDE),是编辑、运行R语言的最为理想的工具之一。官方网站为https://www.rstudio.com/,下载地址为https://download1.rstudio.org/desktop/windows/RStudio-1.3.1093.exe(建议采用迅雷等软件下载)。下载后,双击文件,选择不同的安装路径安装,建议安装路径不包含中文。安装RStudio前,先安装R软件。安装成功,双击运行RStudio,界面如图2-2所示。

图2-2 RStudio运行界面

打开RStudio,会显示出类似于下面的界面,在常规的菜单栏与工具栏之下,主要有4个窗口,分别为:

脚本窗口:用于编辑脚本,如R脚本等(用快捷键Ctrl+Shift+N新建一个脚本)。

命令窗口:用于输入命令。

变量、历史等窗口:有4个标签页,Environment为环境窗口,可简单理解为查看变量的窗口;History为历史窗口,用于查看历史。

文件等窗口:有5个标签页,Files用于查看与管理文件;Plot用于查看输出的绘图;Packages用于管理“包”,“包”的概念会在后面介绍;Help用于查看帮助文档。

在脚本窗口输入命令后,点击窗口右上角的Run或者点击快捷键Ctrl+Enter便可执行命令,执行结果在窗口显示,请读者自行练习。