عمليات أساسية في R

هذا الفصل يقدم عمليات بسيطة بلغة R.

الت赋يف

على عادة، في اللغات الأخرى، يتم الت赋يف كالتالي: = الرقم، ولكن لغة R هي لغة رياضيات، لذا علامة التساوي مشابهة جدًا للكود الوهمي في كتب الرياضيات، وهي رمز المثلث الأيسر <-:

a <- 123
b <- 456
تدفق(a + b)

نتيجة تنفيذ الكود أعلاه:

[1] 579

علامة التساوي هذه هي نقطة قوة شكلية ونقطة ضعف عملية في لغة R: شكلية أكثر ملاءمة للعاملين في الرياضيات، لأن ليس كل عامل في الرياضيات معتاد على استخدام = كعلامة التساوي.

من الناحية العملية، الرمز < والرمز - ليسا كلمات مرادفة جيدة للكتابة، مما يجعل العديد من المبرمجين غير مريحين. لذلك، يدعم إصدار R الجديد = كعلامة التساوي:

a = 123
b = 456
تدفق(a + b)

هذا هو برنامج R صالح.

ملاحظة:من الصعب التحقق من الإصدار من R بدءاً من = تعيين، ولكن الإصدار الذي يستخدمه هذا الدليل هو R 4.0.0.

الدوال الرياضية

يظهر الجدول أدناه الدوال الرياضية الرئيسية وأساليبها:

يظهر المثال أدناه عمليات الرياضيات البسيطة:

> 1 + 2 * 3
[1] 7
> (1 + 2) * 3
[1] 9
> 3 / 4
[1] 0.75
> 3.4 - 1.2
[1] 2.2
> 1 - 4 * 0.5^3
[1] 0.5
> 8 / 3 %% 2
[1] 8
> 8 / 4 %% 2
[1] Inf
> 3 %% 2^2
[1] 3
> 10 / 3 %% 2
[1] 10

الدوال العلاقاتية

يظهر الجدول أدناه الدوال العلاقاتية التي يدعمها لغة R، تقارن الدوال العلاقاتية بين م矢量ين، وتعيد قيمة منطقية.

v <- c(2,4,6,9)
t <- c(1,4,7,9)
تدفق(v>t)
تدفق(v < t)
تدفق(v == t)
تدفق(v!=t)
تدفق(v>=t)
تدفق(v<=t)

نتيجة تنفيذ الكود أعلاه هي:

[1] TRUE FALSE FALSE FALSE
[1] FALSE FALSE TRUE FALSE
[1] FALSE TRUE FALSE TRUE
[1] TRUE FALSE TRUE FALSE
[1]  TRUE  TRUE FALSE  TRUE
[1] FALSE TRUE TRUE TRUE

عمليات منطقية

الجدول التالي يوضح عمليات العمليات المنطقية التي يدعمها لغة R، يمكن استخدامها مع الأعداد، الدرجات والمعقدات.

اعداد بزرگتر از 1 TRUE هستند.

عامليه منطقية مقایسه دو درجه‌ها، هر عنصر از درجه‌های اول با عنصر مربوطه از درجه‌های دوم مقایسه می‌شوند، نتیجه یک درجه بولی برمی‌گردد.

v <- c(3,1,TRUE,2+3i)
t <- c(4,1,FALSE,2+3i)
print(v&t)
print(v|t)
print(!v)
# &&、|| فقط برای عنصر اول مقایسه می‌شوند
v <- c(3,0,TRUE,2+2i)
t <- c(1,3,TRUE,2+3i)
print(v&&t)
v <- c(0,0,TRUE,2+2i)
t <- c(0,3,TRUE,2+3i)
print(v||t)

نتيجة تنفيذ الكود أعلاه هي:

[1]  TRUE  TRUE FALSE  TRUE
[1] TRUE TRUE TRUE TRUE
[1] FALSE FALSE FALSE FALSE
[1] TRUE
[1] FALSE

عمليات التخصيص

يمكن استخدام علامات التخصيص إلى اليسار، إلى اليمين أو المساواة في لغة R لتخصيص المتغيرات.

الجدول التالي يوضح عمليات التخصيص التي يدعمها لغة R.

# 向左赋值
v1 <- c(3,1,TRUE,"w3codebox")
v2 <<- c(3,1,TRUE,"w3codebox")
v3 = c(3,1,TRUE,"w3codebox")
print(v1)
print(v2)
print(v3)
# 向右赋值
c(3,1,TRUE,"w3codebox") -> v1
c(3,1,TRUE,"w3codebox") ->> v2　
print(v1)
print(v2)

نتيجة تنفيذ الكود أعلاه هي:

[1] "3" "1" "TRUE" "w3codebox"
[1] "3" "1" "TRUE" "w3codebox"
[1] "3" "1" "TRUE" "w3codebox"
[1] "3" "1" "TRUE" "w3codebox"
[1] "3" "1" "TRUE" "w3codebox"

معادلات أخرى

يحتوي لغة R على بعض معادلات خاصة.

# الفريق من 1 إلى 10
v <- 1:10
print(v)　
# تحديد ما إذا كان الرقم موجودًا في الفريق v
v1 <- 3
v2 <- 15
print(v1 %in% v)　
print(v2 %in% v)　
# ضرب مصفوفة بالعكس الصحيح لها
M = matrix(c(2,6,5,1,10,4), nrow = 2,ncol = 3,byrow = TRUE)
t = M %*% t(M)
print(t)

نتيجة تنفيذ الكود أعلاه هي:

[1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
[1] TRUE
[1] FALSE
　　　　　[,1] [,2]
[1,] 65 82
[2,] 82 117

الدوال الرياضية

توجد دوال رياضية شائعة لبعض دوال الرياضيات:

الامثلة التالية توضح تطبيق دوال الرياضيات:

> sqrt(4)
[1] 2
> exp(1)
[1] 2.718282
> exp(2)
[1] 7.389056
> log(2,4)
[1] 0.5
> log10(10000)
[1] 4

دوال التقريب:

الامثلة التالية توضح تطبيق دالة التقريب:

> round(1.5)
[1] 2
> round(2.5)
[1] 2
> round(3.5)
[1] 4
> round(4.5)
[1] 4

الإشارة: قد تكون وظيفة round في R معروفة بأنها قد "تخلي عن الخمس" في بعض الحالات.

عندما يكون العدد صحيحًا، يتم التخلي عن الصفر، مما يختلف عن لغة C.

وظائف الجبر في R هي بنظام الوحدات

> sin(pi/6)
[1] 0.5
> cos(pi/4)
[1] 0.7071068
> tan(pi/3)
[1] 1.732051

الوظائف العكسية للزاوية:

> asin(0.5)
[1] 0.5235988
> acos(0.7071068)
[1] 0.7853981
> atan(1.732051)
[1] 1.047198

إذا كنت قد درست الإحصاء والرياضيات، يجب أن تكون على دراية بالوظائف التوزيعية التالية، لأن لغة R مصممة للعاملين في الرياضيات، لذا يتم استخدامها غالبًا:

> dnorm(0)
[1] 0.3989423
> pnorm(0)
[1] 0.5
> qnorm(0.95)
[1] 1.644854
> rnorm(3, 5, 2) # ينتج 3 عشوائيات ذات متوسط 5، وتباين 2
[1] 4.177589 6.413927 4.206032

كلها تستخدم لحساب التوزيعات العادية. تنتهي أسماؤها بـ norm، مما يعني "التوزيع العادي".

يوجد أربعة أسماء مسبقة لمصطلحات التوزيعات:

• d - وظيفة دالة كثافة التردد

• p - وظيفة دالة كثافة التردد (الترميز من الصفر إلى x)

• q - وظيفة قسط

• r - وظيفة عدد عشوائي (تستخدم غالبًا في المحاكاة الإحصائية)

التعليق: نظرًا لأن هذا الدليل ليس دليلاً يشرح النظريات الرياضية المتعلقة بالتوزيعات الإحصائية، فإنه لا يقدم تفسيرًا مفصلًا للنظريات الرياضية المتعلقة بتوزيعات الإحصائية. بالإضافة إلى وظائف التوزيعات العادية، يحتوي لغة R أيضًا على وظائف التوزيعات الشائعة مثل التوزيع البويسون (pois، Poisson) ويمكنك تعلم المزيد عنها من خلال دراسة "الإحصاء والرياضيات".