Читать онлайн Александр Фоменко - Определение языка R. Версия 3.5.2 (2018-12-20) DRAFT
Переводчик Александр Александрович Фоменко
© Александр Александрович Фоменко, перевод, 2019
ISBN 978-5-4496-6029-9
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
R Language Definition
Version 3.5.2 (2018-12-20) DRAFT
R Development Core Team
По вопросам перевода обращаться по адресу:
http://www.aafomenko@yandex.ru
Copyright © 2000—2012 R Development Core Team
Разрешение предоставляется для изготовления и распространения дословных копий этого справочника, если уведомление об авторском праве, то уведомление разрешения сохранены на всех копиях.
Разрешение предоставляется для копирования и распространения измененных версий этого справочника при условиях для дословного копирования, при условии, что полная версия работы распределена в соответствии с уведомлением разрешения, идентичным этому.
Разрешение предоставляется для копирования и распространения перевода этого справочника на другой язык при вышеупомянутых условиях для измененных версий, за исключением того, что уведомление разрешения может быть установлено в преобразовании, одобренном Рабочей группой разработки R.
1. Введение
R – система для статистического вычисления и графики. Она включает, между прочим, язык программирования, высокоуровневую графику, интерфейсы к другим языкам и средства отладки. Этот справочник детализирует и определяетязык R.
Язык R – диалект S, который был разработан в 1980-ых и с тех пор находится в широком использовании в статистическом сообществе. Его основной разработчик, Джон М. Чемберс, был награжден Премией по системному программному обеспечению ACM 1998 года за S.
У синтаксиса языка есть поверхностное подобие с C, но семантика принадлежит к семейству FPL (языкам функционального программирования) с более сильной аффилированностью с Lisp и APL. В частности, возможно «вычислять на языке», который поочередно позволяет записать функции, которые берут выражения в качестве входа, что-то, что часто полезно для статистического моделирования и графики.
Можно получить довольно отдаленное использование R в интерактивном режиме, выполняя простые выражения из командной строки. Некоторые пользователи никогда, возможно, не уйдут с этого уровня, другие захотят написать свои собственные функции или оперативно систематизировать однообразную работу или на перспективу записать дополнительные пакеты для новой функциональности.
Цель этого справочника состоит в документировании языка по существу. Это означает, объекты показаны, так как они работают, и детали процесса вычисления выражений, которые полезно знать при программировании функций R. Главные подсистемы для определенных задач, таких как графика, описаны только кратко в этом справочнике и будут задокументированы отдельно.
Хотя большая часть текста одинаково применима к S, есть также некоторые существенные различия, и чтобы не перепутать проблему, сконцентрируемся на описании R.
Проект языка содержит много тонкостей и распространенных ошибок, которые могут удивить пользователя. Большинство из них происходит из-за соображений непротиворечивости на более глубоком уровне, как мы объясним. Есть также много полезных ярлыков и идиом, которые позволяют пользователю выражать вполне сложные операции кратко. Многие из них становятся естественными по мере ознакомления с базовыми понятиями. В некоторых случаях существует много способов выполнить задачу, но некоторые из методов основаны на реализации языка, а другие работают на более высоком уровне абстракции. В таких случаях укажем на преимущественное использование.
Предполагается некоторое знакомство с R. Данное руководство не введение в R, а скорее справочник программиста. Другие справочники предоставляют дополнительную информацию: в особенности раздел «Предисловие» во Введении в R предоставляет введение в R, и раздел «Система и интерфейсы внешних языков» в Написание расширений R детализирует расширение R, используя скомпилированный код.
2. Объекты
На каждом машинном языке переменные обеспечивают средство доступа к данным, хранящимся в памяти. R не обеспечивает прямой доступ к памяти компьютера, а скорее обеспечивает много специализированных структур данных, именуемых как объекты. Эти объекты упомянуты через символы или переменные. В R, однако, символы – самостоятельно объекты и могут управляться таким же образом как любой другой объект. Этим он отличается от многих других языков и имеет широко распространяющиеся следствия.
В этой главе даны предварительные описания различных структур данных, предоставленных в R. Более детальные обсуждения многих из них будут найдены в последующих главах. Функция определения typeof в R возвращает тип объекта R. Заметим, что в коде C, лежащем в основе R, все объекты являются указателями на структуру с определением типа SEXPREC; различные типы данных R представлены в C SEXPTYPE, который определяет, как используется информация в различных частях структуры.
Следующая таблица описывает возможное значение, возвращенное typeof, и их значение.
NULL
имя переменной
парный объект (в основном внутренний)
функция
окружающая среда
объект, используемый для отложенной оценки
конструкция языка R
внутренняя функция, которая не вычисляет свои аргументы
внутренняя функция, которая вычисляет свои аргументы
строковый объект (только внутренний) ***
вектор, содержащий логические значения
вектор, содержащий целые значения
вектор, содержащий реальные значения
вектор, содержащий комплексные значения
вектор, содержащий символьные значения
аргумент определенной переменной длины ***
специальный тип, который заменяет все типы: не существует объектов такого типа
объект выражение
список
код в байтах (только внутренне) ***
объект внешнего указателя
объект слабой ссылки
«raw»
вектор, содержащий байты
объект S4, который не является простым объектом
Пользователи не могут просто получить объекты, помеченные «***».
Функциональный режим дает информацию о режиме объекта в смысле Becker, Chambers & Wilks (1988), и является более совместимым с другими реализациями языка S. Наконец, функция storage.mode показывает режим хранения ее аргумента в смысле Беккера и др. (1988). Она обычно используется при вызове функции, записанной на другом языке, таких как C или ФОРТРАН для гарантирования, что объекты R имеют тип данных, который ожидает вызываемая подпрограмма. (На языке S векторы с целочисленными или действительными значениями имеют оба «числовой» режим, таким образом, их режимы хранения нужно отличать.)
Объекты в R часто преобразовываются к различным типам во время вычислений. Также имеется много доступных функций для выполнения явного преобразования. При программировании на языке R тип объекта обычно не влияет на вычисления, однако, имея дело с внешними языками или операционной системой, часто необходимо гарантировать корректность типа объекта.
2.1. Основные типы
2.1.1. Векторы
Вектора рассматриваются как непрерывная последовательность ячеек, содержащих данные. Доступ к ячейкам осуществляется через операции индексирования, такими, как x [5]. Более детально рассмотрено в разделе 3.4 [индексирование].
R имеет шесть основных («атомарных») типов векторов: logical, integer, real, complex, string (or character) и raw. Режим и режим хранения для разных типов векторов перечислены в следующей таблице.
Отдельные числа, такие как 4.2, и строка, такая как «four point two», все еще векторы, длины 1; нет больше основных типов. Возможны (и полезны) векторы с нулевой длиной.
У векторов строки есть режим и режим хранения «character». Отдельный элемент символьного вектора часто упоминается как символьная строка.
2.1.2. Списки
Списки («универсальные векторы») являются другим видом хранения данных. У списков есть элементы, каждый из которых может содержать любой тип объекта R, то есть элементы списка не обязательно имеют одинаковый тип. К элементам списка получают доступ посредством трех различных операций индексации. Они объяснены подробно в Разделе 3.4 [Индексирование].
Списки – векторы, и основные типы векторов упоминаются как атомарные векторы, где необходимо исключить списки.
2.1.3. Языковые объекты
Есть три типа объектов, которые составляют язык R, а именно: call (вызов), expressions (выражения) и name (имя). Так как у R есть объекты типа «выражение», то попытаемся избежать использования слова «выражение» в других контекстах. В определенных синтаксически корректных высказываниях выражения будут упоминаться как операторы.
У этих объектов есть режимы «call», «expression» и «name», соответственно.
Они могут быть созданы непосредственно из выражений, используя механизм кавычек и преобразованы «в» и «из» списков функциями as.call и as.list. Могут быть извлечены компоненты дерева синтаксического анализа, используя стандартные операции индексации.
2.1.4. Символьные объекты
Символы обращаются к объектам R. Обычно имя любого объекта R – символ. Символы могут быть созданы через функции as.name и кавычку.
Символы имеют режим «name», режим хранения «symbol» и тип «symbol». Они могут быть преобразованы «в» и «из» символьных строк, используя as.character и as.name. Они естественно появляются как атомы проанализированных выражений, попробуй, например, as.list (quote (x + y)).
2.1.5. Выражения – объекты
В R можно иметь объекты типа» expression». Выражение содержит одно или более предложений. Оператор – синтаксически корректный набор маркеров. Объекты выражения – специальные объекты языка, которые содержат проанализированные, но неоцененные операторы R. Основное различие состоит в том, что объект выражения может содержать несколько таких выражений. Другие более тонкие различия состоят в том, что объекты типа «expression» оцениваются лишь при явной передаче на вычисление, тогда как другие объекты языка могут быть оценены в некоторых неожиданных случаях.
Объект выражения ведет себя также как список, и к его компонентам можно получить доступ таким же образом как компонентам списка.
2.1.6 Объекты функции
В R функции – объекты и могут управляться почти таким же способом как любой другой объект. У функций (или более точно, обертка функции) есть три основных компонента: формальный список аргументов, тело и окружающая среда. Список аргументов – список разделенных запятой значений аргументов. Аргумент может быть символом, или конструкцией «symbol = default», или специальным аргументом «…’. Вторая форма аргумента используется для указания значения по умолчанию для аргумента, которое будет использоваться при вызове функция без какого-либо значения, указанного для этого аргумента. Аргумент «…» является особенным и может содержать любое число аргументов. Он обычно используется, если число аргументов неизвестно или в случаях, где аргументы будут переданы другой функции.
Тело – синтаксически проанализированный оператор R, обычно набор операторов в фигурных скобках, но также может быть отдельный оператор, символ или даже константа.
Окружающая среда функции является средой, которая была активной при создании функции. Любой символ ограничен своей окружающей средой, связан и доступен функции. Комбинацию кода функции и привязки в ее окружающей среде называют «оберткой функции», термином из теории функционального программирования. Здесь обычно используется термин «функция», но используется «обертка», чтобы подчеркнуть значимость присоединенной среды.
Похожие книги
