R语言

R语言是一种自由软体程式语言与操作环境，主要用于统计分析、绘图以及数据挖掘。R由新西兰奥克兰大学的统计学家罗斯·伊哈卡和罗伯特·杰特曼开发，现在由R核心小组负责开发，同时也有其他用户编写了诸多外挂的软件包。R以S语言为基础，其词法作用域语义来自Scheme。R的后台程序大多由C语言、FORTRAN语言和R自己写成。
R语言是GNU计划的一个项目，所以其原始码可自由下载使用。R也有已编译的执行档版本可以下载，可在多种平台下运行，包括UNIX（也包括FreeBSD和Linux）、Windows和MacOS。R可以以命令行操作，同时有人开发了几种图形用户界面，其中包括RStudio与Jupyter。
在TIOBE2022年1月对编程语言人气的排名中，R排名第12。

**发展历程**
R语言以S语言为基础，增加了Scheme语言中词法作用域这一机制，使程序员得以将代码中某一对象的适用范围限制到一小段代码之中。S由里克·贝克尔、John Chambers (statistician)、道格·邓恩、琼·麦克雷、以及朱迪·席林于1976年前后于贝尔实验室发明。S是一种用于数据分析的解释型语言，无需编译器即可运行。通常用S语言编写的代码都可以不作修改地在R环境下运行。Scheme是Lisp语言的一个分支，由杰拉尔德·J·萨斯曼和小盖伊·L·斯蒂尔于1975年前后在麻省理工学院发明。
1991年，新西兰奥克兰大学的统计学家罗斯·伊哈卡和罗伯特·杰特曼开始对S语言的一个新版本进行开发。伊哈卡与杰特曼两人名字首字母都是R，R语言因此得名。同时，R这个单一字母的名字也表明R语言与S语言一脉相承。1993年8月，伊哈卡与杰特曼在数据平台StatLib和邮件列表s-news中发布了R的早期版本。1995年，在统计学家马丁·梅克勒的建议下，伊哈卡与杰特曼通过GNU通用公共许可证把R做成了一款免费开源软件。软件于1995年6月进行了首次官方发布。首个稳定测试版本（1.0）于2000年2月29日发布。
R综合档案网（Comprehensive R Archive Network；CRAN）于1997年4月23日正式上线。CRAN除了收藏了R的执行档下载版、原始码和说明文件，也收录了各种用户撰写的R软件包。CRAN最早有3个镜像以及12个软件包。截止2022年1月，CRAN有101个镜像站以及18728个软件包。
同样在1997年，R核心小组正式成立，以进一步对R语言进行开发。截止2022年1月，小组成员包括伊哈卡、杰特曼、钱伯斯以及梅克勒，同时也包括了统计学家Kurt Hornik、道格拉斯·贝茨、Peter Dalgaard、Luke Tierney、弗里德里希·莱施、Thomas Lumley、邓肯·坦普尔·朗、迈克尔·劳伦斯、乌韦·利格斯、布莱恩·里普利、塞巴斯蒂安·迈耶、保罗·默雷尔、马丁·普卢默、迪伊潘·萨卡尔、西蒙·乌尔巴内克以及计算机科学家托马斯·卡利贝拉。小组过去的成员包括塞思·福尔肯、圭多·马萨罗托、邓肯·默多克、马丁·摩根、海纳·施瓦特以及斯特凡诺·雅各斯。2003年4月，一个名为R基金会的非盈利组织正式成立，为的是更好地对R语言的开发提供支持。

**内置功能**
R主要用于数据分析。在R语言中，用于信息存储的数据结构包括向量、数组、列表以及数据框。向量指一组带有固定顺序, 数据类型唯一的字串或数值，其内容可以填写到一维或多维的数组之中。二维数组也叫做矩阵。R支持各种数组运算，与自由软件GNU Octave和商业软件MATLAB的功能有所重叠。列表指一组数据类型可能有所不同的对象。一个字串向量与数值向量合在一起就可以成为一个列表。数据框本质上是一个列表，里面包含了一个或多个长度相同的向量。数据框将这些向量合并成表格，每一纵列都有一个单一的名称。标量这一数据类型在R语言中并不存在，所谓的标量就是一个长度为一的向量。
用户可以用R来进行一些基本的统计检验，构建线性及非线性的模型，对时间序列加以分析，或对数据进行分类与聚类分析。R的另一强项是绘图功能，画出的图表能够达到专业出版物的要求，也可加入数学符号。计算强度较大时，用户可在程序中嵌入C、C++以及FORTRAN语言以帮助运算。
因为S的血缘，R比其他统计学或数学专用的编程语言有更强的物件导向（面向对象程序设计, S3, S4等）功能。

**套件**
R的功能能够透过由用户撰写的套件（Packages）增强。增加的功能有特殊的统计技术、绘图功能，以及编程介面和数据输出／输入功能。这些软件包是由R语言、LaTeX、Java及最常用C语言和Fortran撰写。下载的执行档版本会连同一批核心功能的软件包，而根据CRAN纪录有一万多种不同的软件包。其中有几款较为常用，例如用于经济计量、财经分析、人文科学与社会科学研究以及人工智能。

**发展**
生物信息学社群时常使用R进行分子生物学数据分析。Bioconductor计划就是让R作为基因图谱分析工具。 Gnumeric开发者正和R开发者合作，改善Gnumeric计算结果的精确度。

**R新闻杂志**
《R新闻杂志》（R Newsletter）每年会出版两至三次，为一份免费的电子杂志，内容有关统计学软件发展及R语言开发资讯。第一期在2001年一月出版。从2008年开始，被R Journal替代。

**例子**

**基本语法**
下面的例子展示基本的语言语法和命令行界面使用。在R语言中，一般偏好采用两字符合成箭头的赋值算符，但是在某些情况也可以使用=。
> x  y  print(y) # 打印向量的内容。
1  1  4  9 16 25 36
> z  z # 返回z的内容至当前环境。
1  2  6 12 20 30 42
> z_matrix  z_matrix 
,1 ,2
1,    2   20
2,    6   30
3,   12   42
> 2*t(z_matrix)-2 # 转置这个矩阵，对每个元素乘以2，从矩阵中每个元素减去2，并返回结果至终端。
,1 ,2 ,3
1,    2   10   22
2,   38   58   82
> new_df  names(new_df)  print(new_df)  # 打印当前结果。
X  Y  Z
A  2  6 12
B 20 30 42
> new_df$Z # 输出Z列。
1 12 42
> new_df$Z==new_df'Z' && new_df3==new_df$Z # data.frame的Z列可以使用$Z、'Z'或3语法来访问，得到的值是相同的。 
1 TRUE
> attributes(new_df) # 打印关于new_df对象的特性信息。
$names
1 "X" "Y" "Z"
$row.names
1 "A" "B"
$class
1 "data.frame"
> attributes(new_df)$row.names  new_df
X  Y  Z
one  2  6 12
two 20 30 42

**函数的结构**
R语言的力量之一是易于创建新函数。在函数体内的对象保持局部于这个函数，而且可以返回任何数据类型。例如：
# 声明函数“f”具有参数“x”、“y“。
# 它返回x和y的线性组合。
f 
> f(1, 2)
1 11
> f(c(1,2,3), c(5,3,4))
1 23 18 25
> f(1:3, 4)
1 19 22 25

**建模和绘图**
R语言对数据建模和图形有内建支持。下列例子展示R语言如何轻易的生成并绘制带有残差的线性回归模型。
出自绘制“模型” （例子中“plot.lm()”函数）的诊断图。
> x  y  model  summary(model)  # 显示这个模型的深入总结。
Call:
lm(formula = y ~ x)
Residuals:
1       2       3       4       5       6       7       8      9      10
3.3333 -0.6667 -2.6667 -2.6667 -0.6667  3.3333
Coefficients:
Estimate Std. Error t value Pr(>|t|)   
(Intercept)  -9.3333     2.8441  -3.282 0.030453 x             7.0000     0.7303   9.585 0.000662 **---
Signif. codes:  0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1
Residual standard error: 3.055 on 4 degrees of freedom
Multiple R-squared:  0.9583, Adjusted R-squared:  0.9478
F-statistic: 91.88 on 1 and 4 DF,  p-value: 0.000662
> par(mfrow = c(2, 2))  # 创建2乘2格局的图表。
> plot(model)  # 输出这个模型的诊断图。

**曼德博集合**
通过对方程z = z2 + c的前20次迭代计算曼德博集合的简短R代码，它针对不同的复数常量c而绘图。这个例子展示了：
"Mandelbrot.gif" – R语言用14行代码创建的图形。- 使用社区开发库（叫做R包），这里是caTools包；- 处理复数；- 多维数值数组作为基本数据类型，用于变量C、Z和X。
install.packages("caTools")  # 安装外部包。
library(caTools)             # 这个外部包提供write.gif函数。
jet.colors 

**参考文献**

**外部链接**
  R语言官方主页 date=20110305165926 

**参见**
 RStudio - R语言的集成开发环境（IDE）- SPSS - 另一种统计分析软件- Stata - 另一种统计分析软件- SAS系统 - 另一种统计分析软件- S-PLUS - 同样建基于S语言的统计分析软件