R 语言实验

R 语言实验过程记录

实验环境：Windows 10 Home, RStudio Version 1.0.136.

实验内容：

模拟产生电商专业学生名单（学号区分），记录高数、英语、网站开发三科成绩，然后进行统计分析。假设有的100 名学生，起始学号为210222001，各科成绩取整，高数成绩为均匀分布随机数，都在75分以上。英语成绩为正态分布，平均成绩80，标准差为7。网站开发成绩为正态分布，平均成绩83，标准差为18。把正态分布中超过100分的成绩变成100分。 

1. 把上述信息组合成数据框，并写到文本文件中；

2. 计算各种指标:平均分，每个人的总分，最高分，最低分（使用apply 函数）；

3. 求总分最高的同学的学号；

4. 绘各科成绩直方图、散点图、柱状图丶饼图丶箱尾图（要求指定颜色和缺口）；

5. 画星相图，解释其含义；

6. 画脸谱图，解释其含义，；

7. 画茎叶图、qq图。

实验实现：

1. 把上述信息组合成数据框，并写到文本文件中；

1) 生成学号

由于学号是一组连续的数值型向量，所以使用“:”（冒号）语法，“:”前后分别为起始数值和结束数值。

2) 生成高数成绩

由于高数成绩为均匀分布，成绩均在75分以上，所以使用 runif(n, min, max) 函数对 AdvMath 进行赋值，参数 n 为数据个数，min 为最小值，max 为最大值。取整函数使用 round(x, 0) 函数进行四舍五入，0代表保留到个位，同时0也为缺省值，不指定时默认该参数为0，下同。

3) 生成英语成绩

由于英语成绩为正态分布，平均成绩为80，标准差7。使用R中的正态分布函数 rnorm(n, mean, sd)，参数n为数据个数，mean 为期望，sd 为标准差。

4) 生成网站开发成绩

由于网站开发成绩为正态分布，平均成绩83，标准差为18，其中成绩大于100的均计为100。正态分布函数同上，在 WebDev[] 中使用 which 语句筛选 WebDev 中大于100的数据重新赋值为100。

5) 将上述信息向量组合成数据框

数据框通过 data.frame(col1, col2, …) 创建，参数为组成数据框的各列向量。data.entry(student) 和 edit(student) 分别用来查看和编辑数据框。

6) 将数据框保存在文件中

保存数据框使用 write.table(x, filename) 函数，参数x为保存的数据框，filename 为保存的文件名称。

表示将 student 数据框保存在桌面下的R文件夹下，文件名为 student.txt。

2. 计算各种指标:平均分，每个人的总分，最高分，最低分（使用 apply 函数）

1) 计算每个人的平均分

apply 函数用来对阵列行或列使用函数，平均函数为 mean，使用

生成一个包含每个学生平均成绩的数组，student[2:4] 表示计算 student 中第二列到第四列的数据，1表示对行进行操作。使用

将对平均成绩 avg 保留一位小数并将 Avg 合并到 student 中。

2) 计算每个人的总分

方法基本同上。

3) 计算每个人的最高分

4) 计算每个人的最低分

3. 求总分最高的同学的学号

求总分最高的同学的学号，应用 which,max 函数。

4. 绘制各科成绩直方图、散点图、柱状图、饼图、箱尾图（要求指定颜色和缺口）

1) 绘制各科成绩直方图

a) 高数成绩直方图

R 语言中用 hist 函数画直方图：

第一个参数 student[, 2] 表示用于显示的数据为 student 中第二列的数据，参数 main 为直方图的名称，breaks 为直方图中矩形的数量。

b) 英语成绩直方图
同上。

c) 网站开发成绩直方图

2) 绘制各科成绩散点图
a) 高数成绩散点图
散点图由函数 plot 画出，参数 x, y 分别为 x 轴和 y 轴的数据，main 为图的标题，sub 为子标题，xlab 为 x 轴标题，ylab 为 y 轴标题，cex 为点的大小，col 为颜色，pch 为形状，取值为整数 1-25，其中 pch = 1 为空心圆，21 为彩色圆，通过参数 bg 定义颜色。

b) 英语成绩散点图

同上。

c) 网站开发成绩散点图

3) 绘制各科成绩柱状图

a) 高数成绩柱状图

柱状图由 barplot 函数画出，参数 H 为数据，xlab 和 ylab 为 x, y 轴的名称，main 为标题，co l为柱形的颜色。

b) 英语成绩柱状图

同上。

c) 网站开发成绩柱状图

4) 绘制各科成绩饼图

a) 高数成绩饼图

饼形图由 pie 函数画出，x 为数据，labels 为切片的描述，radius 为圆的半径，介于 -1 到 1 ，main 为标题，col 为调色板，clockwise 为逻辑值，表示绘制时的顺时针或逆时针方向。

b) 英语成绩饼图

同上。

c) 网站开发成绩饼图

5) 绘制各科成绩箱尾图

a) 高数成绩箱尾图

b) 英语成绩箱尾图

c) 网站开发成绩箱尾图

箱尾图由 boxplot 函数画出，参数x为数据，main 为标题，data 为数据帧，notch 为逻辑值，TRUE 时画一个缺口，col 为颜色集。

5. 画星相图，解释其含义

星相图中每个观测单位为一个图形，圆形或半圆，每个图形被平分为各个值数量的三角形或扇形，每个三角形或扇形半径的大小表达对应值的大小。
星相图由函数 stars 画出，第一个参数为数据集；full 为一个逻辑值，等于 TRUE 时星相图为整个圆，FALSE 时为半个圆，缺省值为 TRUE；radius 为一个逻辑值，等于 TRUE 时在每个变量中间会绘制半径，缺省值为 TRUE；draw.segments = T 表示每个变量的图形为扇形，并且用颜色区分每个变量。

6. 画脸谱图，解释其含义

脸谱图中每个观测单位为一个脸谱，脸上的各个特征对应该观测单位的各个值，比如脸的高度，宽度，脸型，嘴巴厚度，微笑，眼睛的高度等等，这些特征反应观测单位相应值的大小。
脸谱图由 aplpack 包给出的 faces 函数画出，参数 face.type 为脸的类型，值为 1 时为普通的脸谱，值为 2 时是圣诞老人的脸谱。

7. 画茎叶图，QQ 图

1) 茎叶图

a) 高数成绩茎叶图

茎叶图由 stem 函数画出，参数 scale 控制茎叶图的长度，width 为宽度，atom 为容差。

b) 英语成绩茎叶图

同上。

c) 网站开发成绩茎叶图

2) QQ 图

a) 高数成绩 QQ 图

QQ 图由 qqnorm 函数画出，参数 col 为颜色。

b) 英语成绩 QQ 图

同上。

c) 网站开发成绩 QQ 图