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R語言并不是獨立存在的程序設計語言,當我們單獨稱R而不是R語言時,其實是指R系統。R是用于統計分析、繪圖的語言和操作環境,或者說R是一個集成的環境,其中包含一整套數據操作、計算和圖形繪制的軟件包。R定位于提供一個完善和統一的系統,所以R語言并不會脫離R環境而獨立存在,因而不像其他數據分析語言那樣成為一個附屬工具。作為GNU系統的一個自由、免費、源代碼開放的軟件環境,R具有高效的數據存儲和處理功能、一整套完整的數組和矩陣計算能力以及開放、完整的數據分析體系,同時為數據分析、統計及其結果的圖形展示提供了強大的繪圖功能。隨著大數據技術的興起,R也成為大數據處理必備的工具之一。R語言在矩陣處理、統計分析、金融應用、圖表繪制等方面都擁有十分便捷的函數與工具,操作方式十分類似MATLAB語言。將R應用于數學計算、統計模型,特別是股票和期貨等金融交易數據的分析、回測,甚至是行情走勢的研判,變得越來越熱門。例如,只需要寥寥幾條語句就可以繪制出專業的K線圖、均線系統、布林線、MACD等技術圖形。目前,每年都會舉辦R語言大會,屆時邀請學界與產業界的人士發表最新的開發工具或產業應用。微軟公司在2015年1月宣布收購了R的商業方案提供商Revolution Analytics,可見R語言也是一個被看好的工具軟件。為了讓初學者迅速步入R語言的殿堂,本書從R基本環境的建立開始介紹,而后切入R語言的基本函數和分析圖形的繪制,在豐富的范例中迅速掌握R的核心知識,以便讀者可以繼續自學,為提升R的應用能力打下堅實的基礎。本書還花了不少篇幅教授讀者如何從公開的信息網站和財經網站獲取實際的證券、期貨交易的歷史數據,并以此數據為基礎在范例中加以運用,達到在實戰中學習的效果。本書從一般性的使用、函數介紹與圖表繪制開始,讓讀者快速地對R具備基本的使用技能,接下來從三個熱門的領域:數學計算、統計模型與金融分析介紹實用的案例。如果你對這些領域之一感興趣,并想試試R在這些領域的功力,即大數據分析和處理、數學計算、統計分析、財務數據分析、證券交易數據分析與研判等,那么本書就非常適合你用來打通自己潛力的“任督二脈”。雖然本書在撰寫與編排上力求盡善盡美,但是疏漏之處在所難免,懇請讀者與專家不吝指正。豐士昌
R具有高效的數據存儲和數據處理功能,隨著大數據技術的崛起,R語言已成為大數據處理必備的工具之一。R語言并不是獨立存在的程序設計語言,我們習慣說的R其實是指R系統。本書從建立R系統的基本環境入手,講述R語言的基本函數及數據分析圖形的繪制,用豐富的范例來講解R語言的基礎知識,并切入三個熱門領域:金融分析、統計模型、數學計算。通過解析在這些領域的實用案例及數據處理分析的過程,讓你在最短的時間內掌握R語言的核心知識,并可以用這些知識解決自己實際工作中遇到的問題。若你是初學者,本書可以作為你學習R語言應用基礎的快速入門教材。若你有一定基礎,本書則可以進一步拓展你的視野,提升你使用R系統進行專業數據分析的能力。
第1章建立R語言的環境11.1認識R語言11.1.1R語言的誕生11.1.2關于大數據21.1.3R語言在大數據中的應用41.2單機版的R語言61.2.1在Windows上安裝R語言軟件61.2.2在Linux上安裝R語言軟件101.2.3第一次使用R語言121.3服務器上的R語言131.3.1為什么要連接到服務器141.3.2遠程連接操作的方式141.3.3將服務器的圖形映射到客戶端18第2章R語言的內建工具252.1變量定義與邏輯判斷252.2數值與向量262.2.1數值的基本運算262.2.2數值的科學函數302.2.3向量函數332.3數組與矩陣382.3.1數組與矩陣的產生與命名382.3.2數組的合并與矩陣的轉換422.3.3矩陣的計算452.3.4矩陣的數值分解492.4數據的處理512.4.1變量的處理工具512.4.2數據的讀入與輸出572.4.3數據的排序642.4.4數據的分割與合并652.5文字的處理672.5.1字符串的產生672.5.2字符串的顯示682.5.3字符串內容的搜索702.5.4字符串內容的提取742.5.5字符串的替換與組合752.5.6缺失項(NA)的處理772.6其他792.6.1外部軟件包與程序的加載792.6.2系統環境命令862.6.3日期、時間相關的函數88第3章外部數據的讀取903.1文本文件的讀取903.1.1將文本文件內容存為變量903.1.2根據固定字符分隔字段913.1.3通過Linux指令轉換字段格式923.1.4范例實踐973.2數據庫的讀取983.2.1創建MySQL數據庫與數據表993.2.2使用數據庫語句存取數據1003.2.3安裝和使用RMySQL1043.2.4使用R讀取數據庫內容1053.2.5使用R將內容寫入或更新數據庫106第4章程序邏輯結構1084.1函數1084.1.1使用已經存在的函數1084.1.2自行定義與使用函數1094.2判斷1104.2.1邏輯判斷表達式1104.2.2條件判斷語句1114.3循環1124.3.1for循環1124.3.2while循環1154.3.3repeat循環1174.3.4break跳出循環1184.3.5next跳過此次循環1184.4創建自己的R語言程序1194.4.1Source與RScript1194.4.2在外部執行RScript120第5章圖形的繪制1255.1系統環境1255.2圖形函數1255.2.1par函數1255.2.2LineChart(線圖)1285.2.3DotPlot(點圖)1305.2.4BarPlot(條形圖)1315.2.5histogram(直方圖)1335.2.6PieChart(餅圖)1345.2.7DensityPlot(密度圖)1365.2.8BoxPlot(箱線圖、盒須圖)1385.2.9abline、curve(直線、曲線)1395.2.10text(輔助文字)1425.2.11SavingGraphs(保存圖形)1435.3繪圖范例143第6章數值分析與矩陣計算1466.1數值分析函數1466.1.1數值精度1466.1.2四舍五入誤差1476.1.3R的內建數值與數學函數1496.1.4多項式函數1506.1.5方程式的解1556.2矩陣應用函數1586.2.1行列式1596.2.2逆矩陣1606.2.3特征值與特征向量1606.2.4矩陣分解1616.3矩陣計算范例1646.3.1矩陣的N次方1656.3.2Fibonacci數列1666.3.3特征向量的中心性1676.4微分方程組范例1686.4.1常微分方程式1696.4.2邊界值問題171第7章統計模型的建構與分析1747.1概率函數的應用1747.1.1一般概率的計算1747.1.2概率分布1747.1.3隨機變量1807.2統計函數的應用1827.2.1基本統計的計算1827.2.2評估置信區間1857.2.3執行統計檢驗1877.3圖形與模型的應用1907.3.1繪制統計圖形1907.3.2線性回歸模型194第8章金融工具的分析與使用1978.1金融函數的應用1978.1.1時間序列分析1978.1.2回報率與杠桿原理2128.1.3債券收益率與期限結構2148.1.4投資組合理論2158.2圖形與模型的應用2178.2.1Black-Scholes模型2178.2.2套期保值模型2188.2.3Delta避險2208.3金融軟件包的應用:quantmod2218.3.1安裝與加載2218.3.2獲取數據并繪圖2238.3.3數據的讀取2258.3.4K線圖的繪制2278.3.5TTR技術指標的應用230第9章金融大數據的挖掘2349.1獲取歷史數據和信息2349.1.1了解數據的來源與獲取2349.1.2了解時間單位不同的差距2359.1.3網絡上的公開信息2369.2公司基本資料與股票市場的分析2389.2.1公開信息的分析與獲取2399.2.2分析公司的基本資料2439.2.3圖表的繪制與輸出2449.2.4股價的分析與策略2459.3期貨交易的分析與回測2469.3.1了解期貨交易所的數據2469.3.2在R中讀取交易數據2469.3.3數據的分析與計算2469.3.4圖表的繪制與輸出248第10章平順銜接MATLAB25110.1MATLAB的安裝與加載25110.2介紹MATLAB軟件包內的函數25110.3Rcpp26710.3.1認識Rcpp26710.3.2安裝工具軟件包26710.3.3Rcpp范例與性能測試271