在 RStudio 下使用 R 的基本功能

概述

在前一节中已经提及，R 的核心是命令行界面的命令解释器。所有的 R 代码都被输入到解释器中，由其来执行并返回结果。 在 RStudio 中，Console 窗口是四个窗口中唯一一个没有标签页的。也就是说，无论如何你总是需要与 Console 打交道。

RStudio 的项目（project）功能使得用户很自然地把不同内容的工作区分开来，每个项目有各自的工作目录（working directory）、工作空间（workspace）和源文件。

继续之后的章节前，我们建议您已经获取或配置了可以使用的最新版本 R + RStudio 环境，不论是服务器版或桌面版均可。本节中所介绍的基本功能均不需要安装任何不随 R 附带的包。

1. 在 Console 中工作

RStudio Console 包含了多种功能，目的是为了使与 R 的交互更直接和高效。熟练掌握这些，并辅以 Source 和 History 窗口中的相关功能，可以迅速带来极大的收获，提升你的整体生产力。

代码补全

R 默认加载了许多函数，随着分析的深入，你的 workspace 中还会有许多对象。在对于函数名记忆不准确，或对象名太长输入不便时，代码补全功能可以帮助你快速找到和输入当前 workspace 中你想找到的任何对象和函数。

RStudio 支持以 Tab 键来触发命令补全。比如说，在你的 workspace 中有一个叫做 pollResults 的对象，你只需在命令行中输入 poll 并按下 Tab 键，RStudio 就会自动帮你补全 pollResults。

代码补全同时提供函数的简单帮助功能。比如当你输入 sub 并按下 Tab 键时，你会看到：

这时，subset 函数的简介和参数接口也会被同时显示出来。

代码补全也能在函数内使用，提供函数参数的补全和帮助。如果你输入 subset( 并按下 Tab，你会看到如下的界面：

用上下键选择你需要输入的参数，按回车确认。按 F1 则可打开函数的详细帮助页面。

需要补充的是，未安装或未加载的包的帮助是不会显示的。如果你发现你想找的函数不能自动补全，请先检查你是否已经加载了包含这个函数的包，或已经输入的部分是否有错误（R 是大小写敏感的，大小写输错时也不会自动补全）。

获取之前的命令

命令行交互的特点是一次只能输入一条命令（虽然这一条也可以是好几行）。所以大多数时候，我们使用 Console 时是逐行输入的，Console 也在读入一行后立即执行，执行完成后再读入下一行。在这种时候，如果我们可以重新获取之前输入的命令重新执行或加以修改，就可以避免大量的手工输入。

在 RStudio Console 中，你可以使用键盘的上下键来逐行读取之前输入过的命令。

如果觉得逐行读取太慢，想要立即找到好几条之前输入的命令，你可以使用 control + up 来获得最近输入的命令列表，并直接在列表中选择，如下图：

还嫌不够快的话，试试输入想查找的命令的一部分后，再按 control + up，可以直接查找输入过的符合这个前缀的命令，如下图：

Console 的标题栏

这张截图显示了 Console 窗口的一些其他功能：

• 显示当前工作目录
• 在代码的计算时间过长时中止 R。
• 最大/最小化 Console 窗口，同时也会最小/最大化和其摆放在同一侧的另一个窗口。通过点击右上角的图标或双击标题栏均可。

[1] RStudio Documentation, Working in the Console http://www.rstudio.com/ide/docs/using/console

2. 使用编辑器来编辑和执行代码

概述

RStudio 的 Source 窗口中包括了各种提高生产力的功能，包括语法高亮，代码自动补全（同 Console 中的一致），多文件编辑和查找/替换。

在编辑器中编辑和执行代码是更多 R 开发者喜爱的方式。在仅仅需要执行几行较短的代码时，可能更多人会选择使用 Console 窗口直接输入。但如果需要编辑并重用很多行代码，甚至将他们组织为一个函数，逐行键入的方式则显得不那么简便，并且 Console 本来也不是为这样的使用方式所设计的。

RStudio 的文本编辑器可以适用于大部分 R 或与 R 有关的语言写就的代码。根据当前编辑的源文件语言的不同，其上方的工具栏也会显示出不同的功能按钮，满足各个不同语言的需要。熟练掌握编辑器的操作可以极大地提升你的生产力。

管理多个源文件

而 Source 窗口就是专门被设计来编辑长段代码的。其上方的标签页设计，可以使得你同时打开多个源文件，并在这些源文件之间切换。如果源文件过多，还可以搜索特定的文件名，见下图：

对于 RStudio File -> New 菜单下可以新建的各个类型的文本文件，RStudio 都提供代码中关键字的高亮显示（新版本中支持的文件类型已经不止截图中这些了）。有许多类型的文件现在可能还用不到，但大部分都会在将来的章节中介绍。

提取函数

RStudio 可以分析某一代码段，并自动将其转换成一个可重复使用的函数。任何在选择的代码内的“自由的”变量，即那些被引用但没有被创建的变量，将被转化为函数的参数：

这种情况在编写某个大型程序中的一小段时非常实用：在编写时，常常会使用一些测试数据集来检查分析的每一步是否正确。而在写完后，将代码中测试数据集的赋值的部分删去，这样剩下的代码段中，原先测试的数据集就变成了“被引用但没有被创建的变量”。接着对这段代码提取函数，即可生成执行这段分析的代码的函数，而原先的测试数据集就变为了函数的参数。

注释和缩进

关于这一部分，Google 的 R Style Guide 中建议了一些编写 R 代码时的良好风格[1]，但也有人争辩说，Google 并不应该被视为 R 的权威[2]。无论如何，良好的编程风格是为了让人更容易读懂你的代码（代码本身就是写给人看的），统一的注释和缩进格式只是一种手段而已。

在 RStudio 的 Source 窗口中，你可以使用 Ctrl + Shift + C 来注释或去除注释。

在你编写 R 代码时，RStudio 编辑器会帮助你自动缩进代码，并且在以下情况时会自动重新缩进你的代码：

1. 当新的代码被粘贴进 Source 编辑器时（可在 Code Editing 中设置）。
2. 当你选择上图中的 Reindent Lines 命令时。

执行代码

RStudio 支持在编辑器中直接执行代码：代码将被插入到 Console 窗口中并执行，其结果也将同时显示。

执行单行代码

若想要当前执行当前指针所在的一行代码，你可以按下 Ctrl + Enter 键（或使用 Source 窗口标题栏上的 Run 按钮）：

执行完一行后，RStudio 会自动把指针移动到下一行，这样你就可以在手不离开键盘的情况下逐行执行代码段，并查看其运行结果。

执行多行代码

RStudio 支持三种同时执行多行代码的方式：

1. 选择多行代码，按下 Ctrl + Enter 键（或使用 Source 窗口标题栏上的 Run 按钮）。
2. 在运行完某一段代码后，按下 Ctrl + Shift + P 键（或对应的标题栏按钮），即可重新运行上一次运行的代码段（单行或多行）。该命令并不是简单的读取执行的历史来重新执行，而是会把当前版本的代码段重新执行（即使和上一次相比已经修改过了）。
3. 如要执行整个文件，可以按下 Ctrl + Shift + Enter 键（或使用标题栏上的 Source 按钮）。这样做的好处是可以整个文档会被保存为一个临时文件，然后输入 Console，在 Console 中的代码不会被重新显示一遍（选择 Source with Echo 则会显示）。

Source on Save

这是一个较奇怪的选项，但当你掌握它的用法后它其实非常好用。在分析时我们往往有这样两种类型的代码：re-usable functions 和 freestanding lines。通常，我们将固定的方法编写为 re-usable 的函数，而使用 freestanding 的几行 R 代码来整理实际的、千奇百怪的数据，并调用这些函数来分析。

在这里，这些 re-usable functions 是作为 freestanding lines 的“资源”存在的。 通常这些函数需要一直被加载于工作空间中，以协助主要代码的分析工作。这时，如果更新了这些 re-usable functions 的代码而忘记执行，则工作空间中的函数不会更新，代码执行的结果也无法查看到。

RStudio 提供这个选项的目的就是建议我们在遇到上述的使用情况时，将那些 re-usable functions 组织在一个单独的文件中，并勾选这个选项。这样这个文件的任何更新，只要一经保存都会直接同步于工作空间中，可供其他代码调用。

代码折叠和分段

代码折叠

RStudio 支持自动的或用户自定义的代码段折叠。代码折叠使得编辑器窗口更简洁，寻找代码段更迅速。比如在下图中，函数 plot.autoregressive.model 的内容就被折叠了起来：

点击行号边的小箭头或括号内的箭头图标均可展开这段代码。

代码分段

如果代码中更多的是如上图示意的函数等内容，由于其本来就是可折叠的，则并不需要再将代码分段并折叠了。可若是代码大多是以 freestanding lines 的形式存在，则自定义的代码分段和折叠就非常有用。以下的代码已经被分为了三段，其中前两段被折叠了：

如果你希望新插入一个“代码段”的话，你可以使用 Code -> Insert Section 命令。更简单的方法是，任何以四个或以上的 dashes (-), equal signs (=), 或 pound signs (#) 结尾的注释行，都会被视为分段符。比如说如下的三种注释行都会自动生成新的一段：

# Section One ---------------------------------

# Section Two =================================

### Section Three ############################# 

使用下方的导航栏，可以在不同的代码段中快速切换：

这些功能对于较长的代码的编辑和整理非常有用。写注释除了帮助阅读代码的人理解外，常常也就是为了分段的。而现在只需在写注释时加上一些标记，代码就自动被分为了可折叠、可快速导航的段落。

[1] Google's R Style Guide: http://google-styleguide.googlecode.com/svn/trunk/Rguide.xml

[2] Stackoverflow, an answer and its comments to the question: When does it pay off to use S4 methods in R programming http://stackoverflow.com/a/3602729

[3] RStudio Documentation, Editing and Executing Code http://www.rstudio.com/ide/docs/using/source

[4] RStudio Documentation, Code Folding and Sections http://www.rstudio.com/ide/docs/using/code_folding

3. 项目、工作目录和工作空间

概述

创建项目

若想要创建一个新的 RStudio 项目，你可以点选菜单项 *Project ->> Create Project *，该选项也可在 RStudio 界面右上方的项目快捷方式中找到。

你可以从以下三种文件夹来创建一个 RStudio 项目：

前两种就是普通的空文件夹，而第三种涉及到版本控制系统（VCS）的特殊文件夹将在之后的章节中详细介绍。

当一个新的项目被创建后：

1. RStudio 在项目文件夹中自动创建一个项目文件（以 .Rproj 为后缀名）。这个文件的内容包含了各种项目的设置，也可以被当做在文件系统中直接打开项目的快捷方式。
2. RStudio 在项目文件夹中自动创建一个隐藏文件夹（文件夹名为 .Rproj.user）来存放项目临时文件。这个文件夹会被自动添加到 .Rbuildignore 或 .gitignore，这意味着大部分时候这个文件夹可以被忽略。
3. 创建后，这个项目会被自动加载到当前打开的 RStudio 中。在之前提到的界面右上方的项目快捷菜单中，可以看到显示的项目名。有时你打开了 RStudio， 你会发现编写的代码和存储的数据集不在了，这往往都是由于本来你是在一个项目中工作，而现在这个项目没有正确地被加载。而检查右上角的项目名是最快捷的判断当前加载的项目的方法。

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