PDF de programación - introducción a R

Introducción a R

Notas sobre R: Un entorno de programación para Análisis de Datos y Gráficos
Versión 1.0.1 (2000-05-16)

R Development Core Team

Copyright c 1990, 1992 W. Venables
Copyright c 1997, R. Gentleman & R. Ihaka
Copyright c 1997, 1998 M. M¨achler
Copyright c 2000, Andrés González y Silvia González
Copyright c 1999, 2000 R Development Core Team
Se autoriza la realización y distribución de copias literales de este manual, siempre y cuando
las advertencias del copyright y de este permiso se conserven en todas las copias.
Se autoriza la realizaci^^f3n y distribución de copias modificadas de este manual, en las mis-
mas condiciones de las copias literales, siempre y cuando la totalidad del trabajo resultante
se distribuya bajo los términos de una advertencia de permiso id^^e9ntica a esta.
Se autoriza la realizaci^^f3n y distribución de traducciones de este manual a otros idiomas,
en las mismas condiciones de las copias modificadas, siempre y cuando la traducción de la
advertencia de este permiso sea aprobada por el Equipo Central de Desarrollo de R.

i

Índice General

Prólogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1 Introducción y Preliminares . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1 El entorno R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Programas relacionados. Documentación . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Estadística con R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4 R en un sistema de ventanas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.5 Utilización interactiva de R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.6 Una sesión inicial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.7 Ayuda sobre funciones y capacidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Órdenes de R. Mayúsculas y minúsculas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.8
1.9 Recuperación y corrección de órdenes previas . . . . . . . . . . . . . . 5
1.10 Ejecución de órdenes desde un archivo y redirección de la

salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.11 Almacenamiento y eliminación de objetos . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2 Cálculos sencillos. Números y vectores . . . . . . 7
2.1 Vectores (numéricos). Asignación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2 Aritmética vectorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.3 Generación de sucesiones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.4 Vectores lógicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.5 Valores faltantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.6 Vectores de caracteres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.7 Vectores de índices. Selección y modificación de subvectores

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.8 Clases de objetos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3 Objetos: Modos y atributos . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.1 Atributos intrínsecos: modo y longitud. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2 Modificación de la longitud de un objeto . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3 Obtención y modificación de atributos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.4 Clases de objetos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

4 Factores Nominales y Ordinales. . . . . . . . . . . . 17
4.1 Un ejemplo específico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.2 La función tapply(). Variables desastradas (ragged arrays)

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.3 Factores ordinales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

ii

5 Variables indexadas. Matrices . . . . . . . . . . . . . 20
5.1 Variables indexadas (Arrays) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5.2 Elementos de una variable indexada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5.3 Uso de variables indexadas como índices . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5.4 La función array() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5.4.1 Operaciones con variables indexadas y vectores.

Ejemplo: Distribución del determinante de una matriz de

Reciclado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5.5 Producto exterior de dos variables indexadas . . . . . . . . . . . . . 23
dígitos de 2 × 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.6 Traspuesta generalizada de una variable indexada. . . . . . . . . 24
5.7 Operaciones con matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

5.7.1 Producto matricial. Inversa de una matriz.

Resolución de sistemas lineales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5.7.2 Autovalores y autovectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.7.3 Descomposición en valores singulares. Determinantes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.7.4 Ajuste por mínimos cuadrados. Descomposición QR
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5.8 Submatrices. Funciones cbind() y rbind(). . . . . . . . . . . . . . 26
5.9 La función de concatenación, c(), con variables indexadas

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.10 Tablas de frecuencias a partir de factores. . . . . . . . . . . . . . . . 27

6 Listas y hojas de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.1 Listas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6.2 Construcción y modificación de listas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
6.2.1 Concatenación de listas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
6.3 Hojas de datos (Data frames) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
6.3.1 Construcción de hojas de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
6.3.2 Funciones attach() y detach() . . . . . . . . . . . . . . . . 30
6.3.3 Trabajo con hojas de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
6.3.4 Conexión de listas arbitrarias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
6.3.5 Gestión de la trayectoria de búsqueda . . . . . . . . . . . 31

7 Lectura de datos de un archivo . . . . . . . . . . . . 33
7.1 La función read.table() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
7.2 La función scan() . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
7.3 Acceso a datos internos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
7.3.1 Acceso a datos de una biblioteca . . . . . . . . . . . . . . . . 35
7.4 Edición de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
7.5 Cómo importar datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

8 Distribuciones probabilísticas . . . . . . . . . . . . . . 37
8.1 Tablas estadísticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
8.2 Estudio de la distribución de unos datos . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
8.3 Contrastes de una y de dos muestras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

iii

9 Ciclos. Ejecución condicional . . . . . . . . . . . . . . 44
9.1 Expresiones agrupadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Órdenes de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
9.2
9.2.1 Ejecución condicional: la orden if . . . . . . . . . . . . . . 44
9.2.2 Ciclos: Órdenes for, repeat y while . . . . . . . . . . . 44

10 Escritura de nuevas funciones . . . . . . . . . . . . 46
10.1 Ejemplos elementales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
10.2 Cómo definir un operador binario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
10.3 Argumentos con nombre. Valores predeterminados . . . . . . . 47
10.4 El argumento ‘...’ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
10.5 Asignaciones dentro de una función . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
10.6 Ejemplos más complejos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
10.6.1 Factores de eficiencia en diseño en bloques . . . . . . 49
10.6.2 Cómo eliminar los nombres al imprimir una variable
indexada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
10.6.3
Integración numérica recursiva . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Ámbito. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
10.7
10.8 Personalización del entorno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
10.9 Clases. Funciones genéricas. Orientación a objetos . . . . . . . 54

11 Modelos estadísticos en R . . . . . . . . . . . . . . . . 55
11.1 Definición de modelos estadísticos. Fórmulas . . . . . . . . . . . . 55
11.1.1 Contrastes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
11.2 Modelos lineales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
11.3 Funciones genéricas de extracción de información del modelo
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
11.4 Análisis de varianza. Comparación de modelos . . . . . . . . . . 60
11.4.1 Tablas ANOVA. . . . . . . . . . . . . . . . . .