1.2 R软件及RStudio软件安装
安装R软件后即可使用R语言，R语言的原生操作界面功能不太完善，一般同时会安装RStudio作为R语言操作界面。也有其他IDE可供选择，但是RStudio是当前最流行的。下面分别介绍R软件及RStudio的安装过程。
由于R语言程序及RStudio更新频率相比其他程序来讲是频繁的，基本几个月就会有更新版本发布，读者可能登录网页时会发现内容和本书有区别，但是安装过程基本一致。对于大多数使用者来讲安装及使用最新版本即可，对于老用户来讲，由于已经安装了某些小众的包，所以需要注意更新后可能存在不兼容问题。
1.2.1 R软件安装
从R语言网站CRAN下载R语言程序包之后安装，下载网址为https://cran.r-project.org/mirrors.html。选择链接中包含China且距离读者最近的镜像链接，单击链接后会出现如图1-1所示的界面，之后单击Download R for Windows进入下一步。
之后单击install R for the first time，如图1-2所示。
最后单击Download R 4.1.2 for Windows即可将R软件程序包下载到本地计算机，如图1-3所示。
图1-1 下载R程序：步骤1
图1-2 下载R程序：步骤2
图1-3 下载R程序：步骤3
最终下载得到安装文件R-4.1.2-win.exe，双击安装即可。安装路径不要有中文、空格、符号等，避免后续步骤错误。建议新建一个独立的文件夹，将R及RStudio均安装在此文件夹下，这样可以大概率避免二者无法关联使用的问题。
1.2.2 RStudio软件安装
RStudio网页在2022年更新为Posit，意在强化对Python语言的支持，以便对数据科学有更加有力的支持。其网址为https://posit.co/downloads/，单击右上角的DOWNLOAD RSTUDIO，进入RStudio下载页面。普通用户选择免费版本RStudio Desktop/Open Source Edition即可，单击DOWNLOAD RSTUDIO FOR WINDOWS按钮进入下一步，如图1-4所示。
图1-4 下载RStudio程序
如果计算机上安装的不是Windows 10操作系统，则可以在下方网页中选择与操作系统匹配的版本下载，如图1-5所示。
图1-5 下载RStudio免费版
最终得到RStudio安装文件，双击将其与R语言安装在同一父文件夹下。
1.2.3 R及RStudio界面介绍
R软件及RStudio安装成功后，默认均会生成桌面快捷方式，在Windows“开始”菜单中也会增加对应的启动图标。单击快捷方式或图标均可启动R软件或RStudio程序。接下来分别介绍各自的操作界面。
首先，介绍R软件界面。由于本书以RStudio为主要的操作界面，因此对R软件操作界面只进行简单介绍。打开R软件程序后会出现默认操作界面，默认会出现一系列R语言版本等提示信息，使用菜单栏中“编辑”菜单下的“清空控制台”可以将屏幕内容清空，或按快捷键Ctrl＋L也可以实现该功能。R Console一般称为控制台，输入plot（mtcars）后按Enter键，右侧会显示散点图矩阵。初学者对此图暂时不理解，不要紧张，此处仅仅告诉读者R语言的运行就这么简单，相信学习到后面会觉得这是个非常简单的例子，如图1-6所示。
图1-6 R程序界面
在控制台中，读者可以尝试着进行数学运算，如计算“1＋2”之后按Enter键会得到结果“3”。输入print（＂hello world＂）后按Enter键会返回结果＂hello world＂。学习一门新编程语言时许多编程语言实现的第1个程序是打印＂hello world＂，这里算是跟一下风。
其次，介绍RStudio软件界面。分别是菜单栏、快捷菜单栏、控制台、环境窗口、文件窗口等，如图1-7所示。可以在控制台输入R代码，这和R软件中在控制台输入代码类似。对于复杂代码则需要在脚本窗口编写，因为控制台只适合编写简单的短代码，不适合编写代码块，例如控制台中长代码换行时，软件执行的是运行代码动作，这个不是读者需要的。具体界面如图1-7所示。
图1-7 RStudio界面
单击左侧快捷菜单栏中的
图标，新建一个R Script窗口，也就是R脚本窗口，如图1-8所示。
图1-8 RStudio中新建一个R Script窗口
后续大部分代码将在脚本窗口编写，因此对这个窗口读者一定要熟知。R脚本窗口左侧是保存按钮，Run用于运行代码，一般选择代码区域后选择Run或者按快捷键Ctrl＋Enter执行被选中的代码，窗口界面如图1-9所示。
图1-9 RStudio脚本窗口
1.2.4 关于R语言程序包
R语言程序包是一组打包好的R代码，其中包含不同的功能及数据集，实际使用的主要是其中的函数。读者可以直接安装程序包，原理是从R程序托管网站下载R代码包，之后安装到计算机中。下载CRAN上的R软件包后使用install_packages（＂包名＂），之后通过library（＂包名＂）加载到R环境中，之后就可以调用其中的代码和数据集了。
本书后面的内容均在RStudio脚本窗口中进行。RStudio会调用R语言程序，这个过程用户无须做任何额外操作，知道这一机制就可以了。
接下来以安装现在流行的可视化包ggplot2为例进行介绍，具体步骤如下。
首先安装ggplot2程序包。单击左侧快捷菜单栏中的
，新建R脚本，在脚本窗口输入代码install.packages（＂ggplot2＂），选择代码后单击Run按钮或按快捷键Ctrl＋Enter，等待程序安装。当出现包含successfully提示时表示程序安装成功，如图1-10所示。
图1-10 在RStudio中安装程序包举例
接下来调用刚才安装的程序包ggplot2，之后查看diamonds数据源。通常称为数据集或data.frame，其实读者现阶段可以把它理解为Excel中的表格。随后的代码绘制了一个直方图。这大致就是在R环境绘图的过程，操作比较简单，如图1-11所示。
图1-11 RStudio使用方法举例
后面的章节就是在这个逻辑的基础上增加对数据的处理。绘图需要整洁的数据，但在实际情况中获得的原始数据一般不满足这些要求，因此数据处理对可视化流程至关重要。随后的章节将学习各种图形的绘制、图形元素美化等内容。
理解及掌握了各类图形的绘制方式，以及这些图形通常呈现出来的意义，加上不断练习，当读者面对具体数据时就能构想使用什么图形来可视化更合适，加上对数据关联的现实场景的理解、结合定性文字描述总结，就能形成完整的分析。最后以PowerPoint或其他文档方式，就能生成可对外分享的完整分析报告。
1.2.5 R语言基础运算
R语言的变量类型常见的有双整型（double）、整型（integer）、字符型（character）、逻辑型（logical）。某个对象是什么类型，可以使用typeof（）函数进行查看。
双整型用于储存普通数值型数据，可以是正数、负数，可以带小数点。R语言中输入的数值都默认以double型存储。它常被称为数值型numeric。
整型用于储存正数。在R语言中以在数字后面加上大写字母L的方式，指明该数字以整型方式储存，在编程或函数输入时这种方式较为常见。
字符型向量用以储存文本，在R语言中字符加双引号，表示字符型向量中的单个元素被称为字符串（string）。字符串不仅可以包含英文字母，也可以由数字或符号组成。
逻辑型用以储存TRUE（真）和FALSE（假），在R语言中大写的TRUE和FALSE或者大写的T和F都被理解为逻辑型数据。
对于数值型变量，可以进行各种数据计算，R语言支持的数学运算包含常见的加法（＋）、减法（－）、除法（/）、乘法（∗）、整除（%/%）、整除求余（%%）、乘方运算（＾）等操作，代码如下：
#代码1－1 R语言中常见的计算功能
#加法:结果为6
1＋2＋3
# # [1]6
#减法:结果为2
3－1
# # [1]2
#除法:结果为1.5
3/2
# # [1]1.5
#乘法:结果为10
5 * 2
# # [1]10
#整除:保留除法结果中的整数部分,结果为2
5 % / % 2
# # [1]2
#整除求余:保留除法结果中的余数部分,结果为1
5 % % 2
# # [1]1
#乘方运算:5的2次方,结果为25
5 * 2
# # [1]25
R语言也支持一般编程中常见的关系运算。“＞”用于判断第1个向量的每个元素是否大于第2个向量的相对应元素。“＜”用于判断第1个向量的每个元素是否小于第2个向量的相对应元素。“＝＝”用于判断第1个向量的每个元素是否等于第2个向量的相对应元素。“!＝”用于判断第1个向量的每个元素是否不等于第2个向量的相对应元素。“/＞＝”用于判断第1个向量的每个元素是否大于或等于第2个向量的相对应元素。“＜＝”用于判断第1个向量的每个元素是否小于或等于第2个向量的相对应元素。向量一般通过c（）函数新建，R语言中生成对象并赋值使用符号“＜－”。比较运算例子的代码如下：
#代码1－2 R语言中的关系运算
x＜－c(1,2,6)
y＜－c(4,3,1)
#判断x中的元素是否大于y中的元素,结果为FALSE FALSE TRUE
x＞y
# # [1]FALSE FALSE TRUE
#判断x中的元素是否小于y中的元素,结果为TRUE TRUE FALSE
x＜y
# # [1]TRUE TRUE FALSE
#判断x中的元素是否等于y中的元素,结果为FALSE FALSE FALSE
x＝＝y
# # [1]FALSE FALSE FALSE
#判断x中的元素是否不等于y中的元素,结果为TRUE TRUE TRUE
x!＝y
# # [1]TRUE TRUE TRUE
#判断x中的元素是否大于或等于y中的元素,结果为FALSE FALSE TRUE
x＞＝y
# # [1]FALSE FALSE TRUE
#判断x中的元素是否小于或等于y中的元素,结果为TRUE TRUE FALSE
x＜＝y
# # [1]TRUE TRUE FALSE
上面是针对向量间的比较，用法也可以扩展到R语言中最常用的数据框data.frame中。在下面的例子中使用data.frame（）函数新建数据框，之后针对数据框中的某一列或者表述为某一变量进行关系运算，代码如下：
#代码1－3 R语言中变量的运算
df＜－data.frame(category＝c('a','b','c','d'),amount＝c(1,4,2,6))
#判断数据框df中的变量amount是否大于3,结果为FALSE TRUE FALSE TRUE
df $ amount＞3
# # [1]FALSE TRUE FALSE TRUE
#可以通过判断在数据框中新增加变量
df $ type＜－ ifelse(df $ amount＞3,'大于3','小于3')
数据框的其他比较运算与向量比较运算基本类似，在此不再详述。
下面介绍R语言中常用的逻辑运算符号：
“&”是元素逻辑“与”运算符，将第1个向量的每个元素与第2个向量的相对应元素进行组合，如果两个元素都为TRUE，则结果为TRUE，否则为FALSE。“&”与其他编程语言中的and的作用一致，用于多个条件判断中每个条件都是TRUE时返回值为TRUE。
“|”是元素逻辑“或”运算符，将第1个向量的每个元素与第2个向量的相对应元素进行组合，如果两个元素中有一个为TRUE，则结果为TRUE，如果都为FALSE，则返回FALSE。“|”与其他编程语言中的or作用一致，用于多个条件判断中任意条件都是TRUE时返回值为TRUE。
“!”是逻辑“非”运算符，用于返回向量的每个元素相反的逻辑值，如果元素为TRUE，则返回FALSE，如果元素为FALSE，则返回TRUE。R语言中用于获取条件判断的相反值，如1＞2的返回值为FALSE, !（1＞2）的返回值为TRUE。
“&&”是逻辑“与”运算符，只对两个向量的第1个元素进行判断，如果两个元素都为TRUE，则结果为TRUE，否则为FALSE。
“||”是逻辑或运算符，只对两个向量的第1个元素进行判断，如果两个元素中有一个为TRUE，则结果为TRUE，如果都为FALSE，则返回FALSE。
“%in%”为“包含”运算符，如＂a%in%c（'a','b','c'）＂，返回值为TRUE，是较为常用的判断是否包含的逻辑运算符号。
对向量df_1、df_2进行交集运算，返回TRUE、TRUE、FALSE、TRUE，代码如下：
#代码1－4 R语言中向量运算1
df_1＜－c(1,9,FALSE,7)
df_2＜－c(7,10,FALSE,1)
print(df_1 & df_2)
# # [1] TRUE TRUE FALSE TRUE
对向量df_1、df_2进行&运算，其中数值被视作TRUE，因此下面的运算结果都为TRUE，代码如下：
#代码1－5 R语言中向量运算2
df_1＜－c(1,9,5,7)
df_2＜－c(4,10,3,8)
print(df_1 & df_2)
# # [1]TRUE TRUE TRUE TRUE
对向量df_1、df_2进行逻辑或运算，因此df_1、df_2对应的两两元素中只要其一个为TRUE，则结果为TRUE。同样地其中的数值被视作TRUE，代码如下：
#代码1－6 R语言中向量运算3
df_1＜－c(1,FALSE,5,7)
df_2＜－c(4,TRUE,3,8)
print(df_1|df_2)
# # [1]TRUE TRUE TRUE TRUE
&&和||只比较向量中的第1个元素，代码如下：
#代码1－7 R语言中向量运算4
df_1＜－c(1,FALSE,5,7)
df_2＜－c(4,TRUE,3,8)
print(df_1 & & df_2)
# # Warning in df_1 & & df_2:'length(x)＝4＞1'in coercion to 'logical(1)'
# # Warning in df_1 & & df_2:'length(x)＝4＞1'in coercion to 'logical(1)'
# # [1]TRUE
df_1＜－c(FALSE,FALSE,5,7)
df_2＜－c(TRUE,TRUE,3,8)
print(df_1 & & df_2)
# # Warning in df_1 & & df_2:'length(x)＝4＞1'in coercion to 'logical(1)'
# # [1]FALSE
%in%操作符用于判断是否包含，如果包含，则返回值为TRUE，代码如下：
'a' % in % c('a','b','c','d')
# # [1]TRUE
!是逻辑非运算符，表示取计算的相反值，下面的计算结果的返回值为FALSE：
!('a' % in % c('a','b','c','d'))
# # [1]FALSE