生物醫學工程理論與實踐/R語言介紹

什麼是R語言？

R語言是一種開源命令列程式語言，用於統計計算和圖形繪製。R語言在GNU許可證下免費提供。它在各種領域都有用，例如商業、工業、政府、醫療保健和學術界。R語言最初由Robert Gentleman和Ross Ihaka於1993年開始建立，也被稱為奧克蘭大學統計系的“R&R”。R語言基於S語言，S語言由貝爾實驗室的Rick Becker、John Chambers和Allan Wilks開發，也是S-PLUS系統的基礎。自1997年年中以來，一直有一個核心小組擁有R語言原始碼的寫入許可權。所有更改的完整列表儲存在CRAN上的“R News”檔案中。以下是其中的一些亮點。

釋出	日期	描述
0.16	1997.04	這是主要由Ihaka和Gentleman開發的最後一個alpha版本。
0.49	1997.04	這是最古老的可用原始碼版本，並且在有限數量的類Unix平臺上編譯。CRAN在此日期啟動，擁有3個映象，最初託管了12個包。
0.60	1997.12	R語言成為GNU專案的正式部分。
1.0	2000.02	被開發人員認為足夠穩定。
1.4	2001.12	引入了S4方法，第一個Mac OS X版本不久後釋出。
2.0	2004.10	引入了延遲載入，它允許以最小的系統記憶體消耗快速載入資料。
2.1	2005.04	支援UTF-8編碼，以及針對不同語言的國際化的開始。
2.11	2010.04	支援Windows 64位系統。
2.13	2011.04	添加了一個新的編譯器函式，該函式允許透過將函式轉換為位元組碼來加快函式速度。
2.14	2011.10	為包添加了強制名稱空間。添加了一個新的並行包。
2.15	2012.03	新的負載均衡功能。改進了長向量的序列化速度。
3.0	2013.04	支援64位系統上的231及更大的數值索引值。

R語言是一種解釋型和命令列程式語言。R語言支援使用函式進行程序式程式設計，並且對於某些函式，它還支援使用泛型函式進行面向物件程式設計。R語言可以與C、C++、Java、.NET和Python等程式語言進行互動。

CRAN

CRAN，綜合R語言檔案網路是包含R語言原始碼、R語言二進位制檔案、擴充套件包、文件和常見問題的網站網路。CRAN網站的左側選單包含CRAN、關於R語言、軟體和文件。

CRAN（綜合R語言檔案網路）

CRAN 選單在 CRAN映象 中包含 映象、最新訊息、任務檢視 和 搜尋。 CRAN映象 中的“映象”顯示瞭如何根據您的位置和平臺下載和安裝R語言。這裡還包含常見問題解答。 “最新訊息”報告了R語言中的更改、R語言中的錯誤修復，包括新包的公告。“任務檢視”根據特定領域組織R語言包。“搜尋”連結了一些網站，這些網站可以搜尋幫助檔案、手冊和郵件列表存檔。

關於R語言 部分在CRAN中包含 R語言主頁 和 R語言期刊。 R語言主頁 連結到 R語言統計計算專案。R語言期刊 連結到 https://journal.r-project.org。 https://journal.r-project.org 是R語言統計計算專案的開放獲取、同行評審期刊。它刊登了涵蓋可能對R語言使用者或開發人員感興趣的主題的短篇到中篇論文，包括對R語言擴充套件包的簡要介紹、在R語言中程式設計的提示、面向新手的提示以及證明如何在使用R語言的當前興趣領域使用該技術的證據。軟體 部分在 CRAN映象 中包含 R語言原始碼、R語言二進位制檔案、包 和 其他。文件 部分在 CRAN映象 中包含 手冊、常見問題解答 和 貢獻。手冊 由R語言開發核心團隊編輯，可以下載為PDF檔案、EPUB檔案或直接瀏覽為HTML檔案。R語言常見問題解答 是一個通用集合，包含所有平臺使用者的有用資訊。貢獻 包含使用者提供的手冊、教程等。

如何安裝R語言

1. 訪問 http://www.r-project.org/。
2. 點選下載R語言連結。
3. 然後選擇一個離您最近的位置。
4. 點選您的作業系統（Linux、MacOS X、Windows）並按照說明進行操作。

如果您是Mac使用者，請下載最新的.dmg檔案並按照說明進行操作。對於“Windows”，請點選“base”，然後點選下載Windows版R語言的連結。（在連結中，當前版本號出現在“R”之後。）當對話方塊開啟時，點選“執行”，應該會出現“安裝嚮導”。一直點選“下一步”直到嚮導完成。

RStudio

R語言有很多開源圖形使用者介面，包括著名的RStudio。最流行的GUI，RStudio是用C++程式語言編寫的，並使用Qt作為其圖形使用者介面。RStudio的開發始於2010年12月左右，第一個公開的BETA版本（v0.92）於2011年2月正式釋出。RStudio有兩種版本：RStudio Desktop，該程式作為常規桌面應用程式在本地執行；以及RStudio Server。

RStudio

RStudio螢幕包含 編輯器視窗、控制檯視窗、專案視窗 以及 檔案/當前目錄/已載入的包/幫助/檢視器。

使用R語言包

R 非常強大，它包含了稱為包的 R 函式、資料和編譯程式碼集合，這些集合以定義良好的格式 儲存。儲存包的目錄稱為庫。R 本身在安裝時包含一組標準包。安裝後，需要將它們載入到會話中才能使用。在 綜合 R 檔案網路 (CRAN)、Bioconductor、Omegahat、Github 和其他儲存庫中，有超過 5,800 個額外的包可用。

• R 包的可用性

> browseURL("http://cran.r-project.org/web/views")

• 計算機或伺服器中已安裝的包列表。此列表在 R 編輯器中顯示。

> library()
Warning message:
In library() : library ‘/usr/lib/R/site-library’ contains no packages

• 計算機或伺服器中當前活動的包列表。

> search()
 [1] ".GlobalEnv"        "tools:rstudio"     "package:stats"     "package:graphics"  "package:grDevices"
 [6] "package:utils"     "package:datasets"  "package:methods"   "Autoloads"         "package:base"

• 安裝新包

> install.packages("PK")
Installing package into ‘/home/hanjind/R/x86_64-pc-linux-gnu-library/3.0’
(as ‘lib’ is unspecified)
--- Please select a CRAN mirror for use in this session ---

• library("<包名稱>") 載入庫

>library("PK")

• 包的文件可以在編輯器中列出。

> library(help="PK")

 Information on package ‘PK’

Description:

Package:            PK
Version:            1.3-2
Date:               9. August 2013
Title:              Basic Non-Compartmental Pharmacokinetics
Author:             Thomas Jaki <jaki.thomas@gmail.com> and Martin J.
                    Wolfsegger <wolfseggerm@gmx.at>
Maintainer:         Thomas Jaki <jaki.thomas@gmail.com>
Depends:            R (>= 2.2.1), utils
Description:        Estimation of pharmacokinetic parameters using
                    non-compartmental theory
License:            GPL-2
Acknowledgement:    Alexander Bauer, John-Philip Lawo and Helmut
                    Schuetz for extensive testing
Packaged:           2013-08-09 18:53:55 UTC; jack
NeedsCompilation:   no
Repository:         CRAN
Date/Publication:   2013-08-10 01:05:38
Built:              R 3.0.2; ; 2015-08-20 03:23:11 UTC; unix
:

• 升級包

> update.packages()
--- Please select a CRAN mirror for use in this session ---
Warning: package 'XML' in library '/usr/lib/R/site-library' will not be updated
Warning: package 'lattice' in library '/usr/lib/R/library' will not be updated
Warning: package 'Matrix' in library '/usr/lib/R/library' will not be updated
Amelia :
 Version 1.7.3 installed in /home/hanjind/R/x86_64-pc-linux-gnu-library/3.0 
 Version 1.7.4 available at http://cran.utstat.utoronto.ca
Update (y/N/c)?  y
curl :
 Version 0.9.4 installed in /home/hanjind/R/x86_64-pc-linux-gnu-library/3.0 
 Version 0.9.6 available at http://cran.utstat.utoronto.ca
Update (y/N/c)?  y
digest :
 Version 0.6.8 installed in /home/hanjind/R/x86_64-pc-linux-gnu-library/3.0 
 Version 0.6.9 available at http://cran.utstat.utoronto.ca

• 刪除包

> detach("package:PK",unload=TRUE)

如何輸入資料

• 順序資料

> x<-1:15
> x
 [1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15

• 非順序資料

> y<-c(3,5,7,1,10,15)

• 列表物件

> ls()

匯入/匯出資料

平面檔案

x <- read.csv("Degas.txt", sep=";",header=FALSE, comment.char="\\")
somedata<-read.table(file="/home/hanjind/Rworkspace/NMR.csv",header=TRUE,sep=",")

write.table(y,"\\home\\hanjind\\Rdata\\y.txt")

資料庫

connection<-dbConnect(driver,user,password,host,dbname)
mouse1<-dbSendQuery(connection,"SELECT*FROM AHW")

connection<-dbConnect(driver,user,password,host,dbname)
dbWriteTable(con,"mouse1",mouse1)

R 物件

load('FTIRNal.Rdata')
save(Nal,file="New_FTIR.Rdata")

網路

example.3 <- read.table("http://www.unt.edu/rss/class/Jon/R_SC/Module3/ExampleData3.txt",header=TRUE, sep="", na.strings="NA", dec=".", strip.white=TRUE)

繪圖/圖片

png(filename="your/file/location/name.png",height=295,width=300,bg="white")
plot(fit)
dev.off()