前言

为什么要写这本书

本书是我写的“R的极客理想”系列丛书的第二本，主要介绍了R语言本身的核心技术、R语言的高级开发应用、R语言与其他学科及知识领域的跨学科综合应用。

其实，早在我的第一本书《R的极客理想——工具篇》中，就已经介绍了R语言的30多个工具包的使用方法，并以IT人的角度，告诉读者如何高效地使用第三方R包，把原有IT知识运用到R语言的学习过程中。但由于一本书的篇幅有限，《R的极客理想——工具篇》只讲了如何使用R语言，没有讲原理。

而本书将弥补这一遗憾，主要介绍R语言本身的核心技术：包括环境空间、面向对象、文件管理、数学计算、R包开发等主题。我希望通过这本书，可以让读者更深入地了解R语言、掌握R语言的核心技术、理解R语言的第三方包的特性，甚至可以自己动手开发出属于自己风格的优秀R包。说不定，不久的将来我会因用到你开发出来的R包而省力不少。

除此之外，本书的另一大亮点就是：R语言与其他学科知识在不同领域的跨学科综合应用。在书中，我将毫无保留地向读者展示：我是怎样将R语言与其他知识相结合，在不同领域让R大放异彩的。相信这部分内容会让很多读者眼前一亮，为之惊叹，原来R还可以这么玩儿！也希望这部分内容可以让大家有所启发，让各行业、各知识领域的朋友都可以接触R，运用R。时至今日，R语言已经不再是局限于科学家们使用的实验室语言，它已经具备了实际开发应用的能力，并且在挖掘数据价值、发现数据规律、创造数据财富等方面极具智慧和创造性！

如果把R语言比作一门武功，《R的极客理想——工具篇》就是兵器使用秘籍（比如什么“打狗棍法”啊、“独孤九剑”啊、“小李飞刀”啊），它可以帮助你在短时间内便捷、有效地提高工作效率，让你在R语言上的修为明显提高，但时间久了，你会因各种原因遇到自己的瓶颈，难以突破。

而本书则是武功的内功心法（比如什么《九阳真经》、《北冥神功》之类的，敬请对号入座，但别拿《葵花宝典》说事儿，谢谢），书中不仅介绍了R语言本身的核心技术，帮你打通任督二脉；而且着重讲述了R语言在实际使用过程中，如何与其他学科、领域结合运用，融会贯通，以无招胜有招，甚至自立门派成为一代宗师，这些都是有可能的！（咳咳，扯远了！）

在这里，我必须再次严肃地强调，本书不是R语言的入门书，零基础的朋友要先补充一些R语言的基础知识！本书包括R语言开发的高级内容，阅读本书，不但需要你有R语言使用经验，而且需要你具备一定的计算机背景知识和使用经验，只有这样，你才能更深刻地体会并运用书中的经验总结。

本书的内容完全是我在R语言的实际使用过程中总结而成的，基本都是我在工作中使用R语言的真实记录，以R语言的高级开发为主，其中还涉及计算机、统计、数学和金融四个学科的知识。

本书的核心内容包括两方面，一方面是R的高级编程，另一方面是跨界知识的综合运用。对于R的高级编程，本书详细总结了R语言的环境空间的定义和使用、文件系统管理、最新版本R 3.1.1的新特性，让你体会R语言的底层设计；全面介绍R语言中四种面向对象体系的程序设计和使用，通过面向对象的程序设计，让R语言有能力做出符合现实世界的复杂应用；另外还介绍了完整的R包开发流程，并提供每日中国天气的应用案例和游戏开发的案例，帮助读者创建自己的R包，打开R语言产品化的思路。

对于跨界知识的综合运用，R语言不仅可以用来非常方便地进行那些让人头疼的数学计算，无论是初等数学或者高等数学，概率或者统计都可以非常轻松、方便的，从此数学变得不再神秘莫测、遥不可及。用R语言还可以创建各种模型，书中算法案例包括协同过滤算法模型、基于矩阵计算的PageRank模型、金融的交易策略模型和遗传算法的使用。几行代码几分钟，就可以让我们头脑中的想法变成可运行的算法原型。

另外，虽然R不是特别适合开发游戏，但如果真用R语言开发游戏2048，也就需要200行代码，还有哪种语言可以匹敌呢？说到这里肯定有人问：“你为什么要用R开发游戏啊？”“为什么不用Java开发啊？”“我不用R开发，用Java开发不是也一样么？”其实，我就是想用这种方式向大家展示R语言简洁的风格、自由的思想、极富想象的创造力，希望用我这个“R极客”的玩耍心态，引发大家对R的无限想象！最后，我们把模型产品化，发布一个属于自己的R包，让全世界的人都能使用，这是一件多么令人兴奋的事情。

在与各界R语言使用者的交流中，我发现，有编程背景的使用者可以写出干净漂亮且运行高效的代码，但由于欠缺统计知识，对模型优化就只能束手无策、无可奈何了；而那些具备统计背景的使用者，虽然可以独立完成一个模型的设计和优化，但对于如何产品化实施就完全找不到办法了。

本书介绍了多个场景案例，不仅从学术的角度完成了模型的设计，而且用计算机的方法实现产品。通过案例的学习，不同学科背景的R语言使用者可以站在其他人的角度，找到新的思维方法。这是本书的又一大亮点！

对于大多数程序员来说，学习R语言比较轻松容易，但运用R语言却非常困难。R语言虽然没有像C/C++一样的复杂程序语法，也不用像Java一样宏观考虑全局架构，更没有JavaScript一样灵活，但是，R语言面向数据本身的编程思想是完全有别于其他编程语言的，这就使得很多程序员在使用R语言时虽然理解语法，但依旧不知道如何应用。

我认为，学习R语言是为了找到个性化的自己，定位自己，综合运用自身的知识进行跨学科创新，而不是去复制别人的想法。R语言的跨界运用，需要你具备基础学科（初等数学、高等数学、线性代数、概率论、统计学）+业务知识（金融、生物、互联网）+IT技术（R语法、R包、数据库、算法）的综合能力，所以只有提升自己的综合知识水平，才能真正地学好R语言。换句话说，一旦你学成R语言，你将是不可替代的。

在此，我不得不再次强调，本书不是入门图书，而是R语言的高级开发图书。本书不讲R的入门语法，也不介绍R语言第三方包的使用。但是，如果你已经具备了一定的R语言基础，想把自己的R语言模型产品化，那么我将告诉你如何提高程序的可靠性和可扩展性，以及如何发布属于自己的R包。

本书是“R的极客理想”系列图书的第二本，第三本《R的极客理想——量化投资篇》将介绍R语言在金融领域的应用，通过R语言构建交易模型，并实现自动化交易的过程，真正地让技术人员把自己的知识变成价值。

本书的使用环境包括Linux Ubuntu和Windows 7两种操作系统，在每一节中都有明确的标识，所有的程序都是在R语言3.1.1版本中测试通过的。

R语言还在不断地进步，它将引导一场数据的革命，跨学科的结合是时代趋势，也是我们的机遇！

读者对象

本书适合以下所有R语言工作者：

□ 计算机背景的软件工程师；

□ R语言的高级使用者；

□ 数据分析背景的数据科学家；

□ 统计背景的科研工作者；

□ 开设相关课程的院校学生。

如何阅读本书

本书的内容分为三个部分。第一部分是R的计算和算法应用（第1～2章），介绍了R语言的知识体系结构，R语言对基础学科的支持，以及通过基础学科实现各种算法，可帮助读者快速了解R语言中的数学计算方法和自定义模型算法开发。

第二部分是深入R语言程序开发（第3～4章），介绍了R语言内核相关的编程，包括环境空间的定义和使用，以及面向对象方法的程序设计和使用，可帮助读者深入了解R语言的底层知识，用面向对象的方法设计复杂的程序结构。

第三部分是开发自己的R包（第5～6章），介绍了R包开发的完整流程，并提供每日中国天气的应用案例和游戏开发的案例，可帮助读者创建自己的R包，打开R语言产品化的思路。

本书有很多综合运用的知识，在阅读本书的时候，建议读者顺序阅读全部的章节。

勘误和支持

由于笔者的水平有限，加之编写时间仓促，书中难免会出现一些错误或者不准确的地方，恳请读者批评指正。为此，笔者创建了一个在线的图书交流网站（http://onbook.me），方便与读者进行沟通。如果读者在阅读过程中遇到问题，也可以在官方网站中留言，我将尽量在线上为你提供最满意的解答。书中的全部源代码，都可以从华章公司网站（www.hzbook.com）或本书交流网站下载，我也会及时更新代码。如果你有什么宝贵意见，欢迎发送邮件至bsspirit@gmail.com，期待能够得到你真挚的反馈。

致谢

感谢我的创业团队成员林伟林和林伟平，是R语言让我们走在了一起。感谢机械工业出版社华章公司的编辑明永玲，帮助我审阅全部章节，引导我顺利完成书稿。感谢我的爸爸、妈妈和爱人，感谢你们对我工作上的支持和生活上的照顾！

谨以此书献给我最亲爱的家人以及众多R语言爱好者们！

张丹

2014年11月于中国北京