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第一部分 语言3

第1章 新手入门3

1.1 从CRAN获取并安装R3

1.2 打开R之初体验3

1.2.1 控制台和编辑窗格4

1.2.2 注释5

1.2.3 工作路径6

1.2.4 安装和加载R包6

1.2.5 帮助文件和函数文档7

1.2.6 第三方编辑器9

1.3 保存工作和退出R9

1.3.1 工作空间9

1.3.2 脚本10

1.4 约定10

1.4.1 编码11

1.4.2 引用数学函数和等式11

1.4.3 练习12

第2章 数值、运算、赋值和向量13

2.1 R在基础数学上的应用13

2.1.1 运算13

2.1.2 对数和指数14

2.1.3 科学计数法15

2.2 分配对象16

2.3 向量17

2.3.1 创建向量17

2.3.2 序列、重复、排序和长度18

2.3.3 子集和元素的提取21

2.3.4 面向向量的操作25

第3章 矩阵和数组30

3.1 定义一个矩阵30

3.1.1 填充方式31

3.1.2 合并行和列31

3.1.3 矩阵的维度32

3.2 构造子集32

3.2.1 按行、列和对角线提取元素33

3.2.2 省略和改写34

3.3 矩阵运算和线性代数36

3.3.1 矩阵的转置37

3.3.2 单位矩阵37

3.3.3 矩阵的数乘38

3.3.4 矩阵的加减法38

3.3.5 矩阵的乘法39

3.3.6 逆矩阵40

3.4 多维数组41

3.4.1 定义42

3.4.2 子集、提取和替换43

第4章 非数值型数据47

4.1 逻辑值47

4.1.1 TRUE还是FALSE47

4.1.2 逻辑值的输出：关系运算符48

4.1.3 多重比较：逻辑运算符51

4.1.4 逻辑值也是数值53

4.1.5 利用逻辑值提取子集54

4.2 字符58

4.2.1 创建一个字符串58

4.2.2 连接59

4.2.3 转义序列61

4.2.4 子集与匹配62

4.3 因子63

4.3.1 识别类别63

4.3.2 水平的定义与排序65

4.3.3 组合与分割66

第5章 列表和数据框70

5.1 列表对象70

5.1.1 创建列表和访问组件70

5.1.2 命名72

5.1.3 嵌套73

5.2 数据框75

5.2.1 创建数据框75

5.2.2 添加数据列并合并数据框77

5.2.3 利用逻辑值提取记录的子集79

第6章 特殊值、类型和转换82

6.1 特殊值82

6.1.1 无穷数82

6.1.2 NaN84

6.1.3 NA86

6.1.4 NULL88

6.2 类型、类别和转换91

6.2.1 属性91

6.2.2 对象类别93

6.2.3 检查对象函数is95

6.2.4 转换函数as96

第7章 基本绘图102

7.1 使用plot调整坐标向量102

7.2 图形化参数103

7.2.1 自动绘图类型104

7.2.2 标题和坐标轴标签104

7.2.3 颜色105

7.2.4 点和线的外观106

7.2.5 绘图区域限制107

7.3 在已有图中添加点、线和文本107

7.4 ggplot2包113

7.4.1 使用qplot进行快速绘图113

7.4.2 用geoms设置外观常量114

7.4.3 geoms的美学映射116

第8章 读写文件119

8.1 R内置数据集119

8.1.1 内置数据集119

8.1.2 贡献数据集120

8.2 读入外部数据文件121

8.2.1 表格格式121

8.2.2 电子表格工作簿124

8.2.3 基于网页的文件125

8.2.4 其他文件格式126

8.3 写出数据文件和图形126

8.3.1 数据集126

8.3.2 图像和图形文件127

8.4 特殊对象的读/写操作130

第二部分 编程135

第9章 调用函数135

9.1 作用域135

9.1.1 环境135

9.1.2 搜索路径137

9.1.3 名称的保留和保护139

9.2 参数匹配140

9.2.1 准确性140

9.2.2 局部匹配141

9.2.3 位置142

9.2.4 混合142

9.2.5 省略号的用法143

第10章 条件和循环145

10.1 if语句145

10.1.1 独立语句145

10.1.2 else语句148

10.1.3 基于元素水平使用ifelse149

10.1.4 嵌套和堆叠语句150

10.1.5 转换函数153

10.2 循环代码156

10.2.1 for循环156

10.2.2 while循环162

10.2.3 使用apply的隐式循环165

10.3 其他控制流程机制169

10.3.1 break或next声明169

10.3.2 repeat语句171

第11章 编写函数175

11.1 函数命令175

11.1.1 创建函数175

11.1.2 使用返回178

11.2 参数180

11.2.1 惰性计算180

11.2.2 设置默认值183

11.2.3 检查缺失参数184

11.2.4 省略号的处理185

11.3 特殊函数189

11.3.1 帮助函数190

11.3.2 一次性函数191

11.3.3 递归函数192

第12章 异常值、计时和可见性196

12.1 异常值处理196

12.1.1 正式声明：错误和警告196

12.1.2 使用try命令来捕获错误198

12.2 进度和计时202

12.2.1 文本进度条：执行到哪里了202

12.2.2 测量完成时间：执行需要多长时间203

12.3 隐藏204

12.3.1 函数与对象的区别205

12.3.2 区分数据框变量207

第三部分 统计学与概率213

第13章 初级统计学213

13.1 描述原始数据213

13.1.1 数值型变量213

13.1.2 分类变量214

13.1.3 单变量和多变量数据215

13.1.4 参数和统计量216

13.2 统计概要216

13.2.1 集中趋势：均值、中位数、众数217

13.2.2 计数、百分比和比例220

13.2.3 四分位数、百分位数和五分位数概括法222

13.2.4 离散程度：方差、标准差和四分位差223

13.2.5 协方差和相关系数226

13.2.6 异常值230

第14章 数据可视化基础233

14.1 条形图和饼图233

14.1.1 绘制条形图233

14.1.2 饼图简介236

14.2 直方图237

14.3 箱线图239

14.3.1 独立箱线图239

14.3.2 并列箱线图240

14.4 散点图241

14.4.1 单一散点图242

14.4.2 散点图矩阵243

第15章 概率248

15.1 什么是概率248

15.1.1 事件和概率248

15.1.2 条件概率249

15.1.3 交集249

15.1.4 并集250

15.1.5 补集250

15.2 随机变量和概率分布251

15.2.1 观察值251

15.2.2 离散随机变量252

15.2.3 连续随机变量254

15.2.4 形状、偏态和峰态260

第16章 常见的概率分布263

16.1 常见的概率质量函数263

16.1.1 伯努利分布263

16.1.2 二项分布264

16.1.3 泊松分布268

16.1.4 其他质量函数271

16.2 常见的概率密度函数271

16.2.1 均匀分布271

16.2.2 正态分布275

16.2.3 学生t分布282

16.2.4 指数分布284

16.2.5 其他密度函数286

第四部分 统计检验与建模291

第17章 抽样分布和置信度291

17.1 抽样分布291

17.1.1 样本均值的分布292

17.1.2 样品比例的分布295

17.1.3 其他统计的抽样分布298

17.2 置信区间298

17.2.1 平均值的置信区间299

17.2.2 比例的置信区间301

17.2.3 其他置信区间301

17.2.4 对CI解释的评论302

第18章 假设检验304

18.1 假设检验的组件304

18.1.1 假设305

18.1.2 检验统计量305

18.1.3 p值305

18.1.4 显著性水平305

18.1.5 假设检验的拒绝域306

18.2 检验均值306

18.2.1 单个均值306

18.2.2 两个均值309

18.3 检验比例316

18.3.1 单个比例316

18.3.2 两个比例318

18.4 检验分类变量322

18.4.1 单个分类变量322

18.4.2 两个分类变量325

18.5 错误与功效329

18.5.1 假设检验错误329

18.5.2 第Ⅰ类错误330

18.5.3 第Ⅱ类错误332

18.5.4 统计功效335

第19章 方差分析340

19.1 单因素方差分析340

19.1.1 假设和诊断检验340

19.1.2 单因素方差分析表343

19.1.3 用aov函数创建方差分析表344

19.2 双因素方差分析345

19.2.1 一系列假设346

19.2.2 主效应和交互作用347

19.3 Kruskal-Wallis检验349

第20章 简单线性回归352

20.1 线性关系的一个示例352

20.2 一般概念353

20.2.1 模型的定义354

20.2.2 估计截距和斜率的参数354

20.2.3 用lm拟合线性模型355

20.2.4 对残差的说明356

20.3 统计推断357

20.3.1 汇总拟合模型357

20.3.2 回归系数的显著性检验358

20.3.3 可决系数359

20.3.4 其他汇总输出359

20.4 预测360

20.4.1 置信区间还是预测区间360

20.4.2 解释区间361

20.4.3 绘制区间362

20.4.4 插值与外推364

20.5 分类解释变量365

20.5.1 二元变量：k=2365

20.5.2 多元变量：k＞2368

20.5.3 改变参考水平372

20.5.4 将分类变量视为数字372

20.5.5 单因素方差分析的等价375

第21章 多元线性回归377

21.1 相关术语377

21.2 理论378

21.2.1 将简单模型扩展为多元模型378

21.2.2 矩阵形式的估计378

21.2.3 一个基础例子379

21.3 在R中的实现和解释380

21.3.1 其他解释变量381

21.3.2 解释边际效应383

21.3.3 可视化多元线性模型383

21.3.4 查找置信区间385

21.3.5 综合的F检验385

21.3.6 对多元线性模型进行预测387

21.4 转换数值变量389

21.4.1 多项式390

21.4.2 对数395

21.4.3 其他变换397

21.5 交互项398

21.5.1 概念和动机399

21.5.2 分类变量和连续变量399

21.5.3 两个分类403

21.5.4 两个连续404

21.5.5 高阶交互项406

第22章 线性模型选择和诊断409

22.1 拟合优度和复杂度409

22.1.1 简约原则409

22.1.2 一般原则409

22.2 模型选择算法410

22.2.1 嵌套比较：部分F检验410

22.2.2 向前选择413

22.2.3 向后选择417

22.2.4 逐步AIC选择420

22.2.5 其他选择算法425

22.3 残差诊断425

22.3.1 检查和解释残差426

22.3.2 评估正态性429

22.3.3 离群值、杠杆和影响430

22.3.4 计算杠杆433

22.3.5 库克距离434

22.3.6 以图形方式组合残差、杠杆和库克距离437

22.4 共线性441

22.4.1 潜在警告标志441

22.4.2 相关预测442

第五部分 高级绘图447

第23章 自定义高级绘图447

23.1 掌握图形设备447

23.1.1 手动打开新设备448

23.1.2 在设备之间切换448

23.1.3 关闭一个设备449

23.1.4 一个设备中多个图形449

23.2 绘制区域和边距452

23.2.1 默认间距452

23.2.2 自定义间距453

23.2.3 剪切454

23.3 点击式坐标互动456

23.3.1 获取坐标456

23.3.2 可视化所选坐标456

23.3.3 专用注释457

23.4 自定义传统R图形460

23.4.1 样式和禁止的图形参数460

23.4.2 自定义边框461

23.4.3 自定义坐标轴462

23.5 专用文本和标签符号464

23.5.1 字体464

23.5.2 希腊符号465

23.5.3 数学表达式466

23.6 完全注释的散点图468

第24章 进一步了解图形474

24.1 是使用ggplot还是qplot474

24.2 平滑和阴影475

24.2.1 添加LOESS趋势475

24.2.2 构建平滑密度估计477

24.3 多个图形和变量的分面479

24.3.1 独立图形479

24.3.2 一个分类变量的分面绘图481

24.4 ggvis包里的交互式工具484

第25章 在更高维上定义颜色和图形490

25.1 颜色的表示和使用490

25.1.1 红—绿—蓝十六进制颜色代码490

25.1.2 内置调色板493

25.1.3 自定义调色板494

25.1.4 使用调色板索引连续区495

25.1.5 颜色图例498

25.1.6 不透明度499

25.1.7 RGB的替代和更多功能501

25.2 3D散点图503

25.2.1 基本语法504

25.2.2 增强视觉504

25.3 用于绘图的曲面507

25.3.1 构造估计网格507

25.3.2 构造z矩阵508

25.3.3 概念化的z矩阵509

25.4 轮廓图510

25.4.1 画轮廓线510

25.4.2 彩色填充轮廓515

25.5 像素图像518

25.5.1 一个网格点=一个像素518

25.5.2 曲面截断和空像素521

25.6 透视图527

25.6.1 基本图和角度调整527

25.6.2 为平面着色530

25.6.3 循环旋转532

第26章 交互式3D图形537

26.1 点云537

26.1.1 基本3D云537

26.1.2 增强视觉和图例538

26.1.3 添加其他3D组件539

26.2 双变量曲面543

26.2.1 基本透视曲面543

26.2.2 附加组件544

26.2.3 根据z坐标值着色546

26.2.4 设置长宽比547

26.3 三变量曲面550

26.3.1 三维估计坐标551

26.3.2 等值面552

26.3.3 实例：非参数三元密度556

26.4 参数方程560

26.4.1 简单矢量图560

26.4.2 数学抽象图形563

附录A 安装R和贡献包571

A.1 下载和安装R571

A.2 使用包572

A.2.1 基础包573

A.2.2 扩展包573

A.2.3 贡献包573

A.3 更新R和已安装的包578

A.4 使用其他镜像和存储库579

A.4.1 切换CRAN镜像579

A.4.2 其他包库579

A.5 引用和写作包580

A.5.1 引用R和帮助包580

A.5.2 编写我们自己的包581

附录B 使用RStudio582

B.1 基本布局和用法582

B.1.1 编辑器和外观选项583

B.1.2 自定义窗格584

B.2 辅助工具585

B.2.1 项目585

B.2.2 包安装程序和更新程序586

B.2.3 支持调试587

B.2.4 标记、文档和图形工具587

译后记590