R語言科研繪圖與學術圖表繪製從入門到精通（簡體書）

《R語言科研繪圖與學術圖表繪製從入門到精通》專注於使用R語言進行數據分析和可視化，主要目標是幫助讀者掌握R語言這一強大的數據科學工具，以在科技領域中更好地處理數據、分析數據以及呈現結果。《R語言科研繪圖與學術圖表繪製從入門到精通》面向的讀者群體廣泛，無論是初學者還是有經驗的數據科學家，都能夠從中獲取豐富的知識和技能，以在科技領域取得成功。《R語言科研繪圖與學術圖表繪製從入門到精通》中包含了實用的示例和練習，可以幫助讀者掌握數據分析和可視化的關鍵概念和實際操作。

關東升，一個在IT領域摸爬滾打20多年的老程序員、軟件架構師、高級培訓師。精通多種信息技術。曾參與設計和開發北京市公交一卡通系統、國家農產品追溯系統、金融系統微博等移動客戶端項目。長期為中國移動、中國聯通、中國南方航空、中國工商銀行和天津港務局等企事業單位提供培訓服務。

1.全面覆蓋：本書從R語言的基礎知識開始，逐步深入到科研繪圖的高級技巧，為讀者提供了一站式的科研繪圖學習體驗。
2.案例豐富：通過大量的實際案例，展示了R語言在科研繪圖和學術圖表繪製中的具體應用，使讀者能夠更直觀地了解R語言的強大功能。
3.注重實用：本書不僅介紹了R語言的基本語法和繪圖函數，還深入探討了如何根據科研需求進行圖表設計和優化，幫助讀者提升繪圖技能。
4.圖文並茂：書中配備了大量的圖表和示例代碼，使讀者能夠更輕鬆地理解和掌握R語言繪圖的核心技術和技巧。
5.全彩印刷：圖表案例精彩呈現，帶來良好的閱讀體驗，方便理解和學習。

隨著科技的快速發展，海量的數據正成為驅動科研進步的強大動能。如何從複雜多變的數據中發現有價值的信息，利用數據進行講解和呈現，已成為每一位科研工作者的重要能力。數據科學家常說：“沒有數據支持的觀點，只能是一家之言。”
R語言以其簡潔優雅的語法與出色的統計圖形功能，已成為當前科研領域使用最廣泛的編程語言。它既是數據科學家的利器，也是每一位對科研論文配圖有追求的研究人員的忠實伙伴。本書以實戰案例為主線，循序漸進地帶你走進R語言的世界。我們深信數據分析與可視化不僅是提升研究產出的技能，也是一門嚴謹而富有美感的藝術。優美的科研論文配圖能夠直觀表達研究思想，提高論文的說服力和影響力。這門藝術值得每一位科研工作者認真學習與掌握，它將提高你的學術影響力，甚至改變你的科研人生。讓我們攜手推開通往數據科學殿堂的大門，用數據講故事，繪製優美生動的科研圖表。
為什麼選擇R語言？
R語言之所以備受歡迎，是因為它是一款免費的開源軟件，擁有龐大而活躍的社區支持。它為數據科學家、工程師和研究人員處理、分析和可視化數據提供了一種強大的工具。R語言的包（packages）生態系統豐富多樣，覆蓋了從統計分析到機器學習、深度學習、地理信息系統以及科技繪圖等各個領域。因此，無論你是新手還是經驗豐富的數據科學家，本書都將為你提供寶貴的知識和技能。
誰需要本書？
本書適合以下類型的讀者。
* 學術界的研究人員和教育工作者
* 碩士研究生和博士研究生
* 科研機構和實驗室的科學家
* 工程師和技術人員
* 數據分析師和數據科學家
* 政府部門的政策制定者
* 企業領域的專業人員
我們能提供什麼？
為了幫助讀者學習，我們提供了配套代碼、配套工具軟件和答疑服務。
本書附贈全書案例源代碼及相關軟件工具等資源，讀者可掃描下方左側二維碼關注“博雅讀書社”微信公眾號，輸入本書 77頁的資源下載碼，即可獲得本書的下載學習資源。
本書提供答疑服務，可掃描下方右側二維碼留言“北大科技繪圖”，即可進入學習交流群。
感謝
筆者要感謝所有為本書付出努力的人，包括編輯、校對、設計師和技術支持團隊。感謝所有分享知識和經驗的數據科學家和R語言社區成員，你們的貢獻使這本書得以完成！
祝願你們在學習和應用R語言進行科技數據分析和可視化的過程中獲得樂趣和成就！無論你是初學者還是經驗豐富的數據科學家，筆者相信本書都將為你提供寶貴的工具和見解，幫助你在科技領域中取得更多成功和突破。

第1章 R語言入門
1.1 R語言簡介
1.1.1 R語言歷史
1.1.2 R語言特點
1.1.3 如何獲得幫助
1.2 R語言環境搭建
1.2.1 下載和安裝R語言環境
1.2.2 下載和安裝RStudio
1.3 編寫第一個R程序
1.3.1 交互式方式運行
1.3.2 腳本文件運行程序
1.4 R語言語法基礎
1.4.1 標識符
1.4.2 關鍵字
1.4.3 語句
1.4.4 變量
1.4.5 注釋
1.5 數據類型
1.5.1 數值型
1.5.2 整數型
1.5.3 復數型
1.5.4 邏輯型
1.5.5 字符型
1.5.6 原始型
1.5.7 數據類型轉換
1.6 運算符
1.6.1 算術運算符
1.6.2 關係運算符
1.6.3 邏輯運算符
1.6.4 賦值運算符
1.7 本章總結
第2章 程序流程控制
2.1 決策語句
2.1.1 if語句
2.1.2 switch語句
2.2 循環語句
2.2.1 for循環
2.2.2 while循環
2.2.3 repeat 循環
2.3 跳轉語句
2.3.1 break語句
2.3.2 next語句
2.4 本章總結
第3章 數據結構
3.1 向量
3.1.1 創建向量
3.1.2 向量屬性
3.1.3 訪問向量元素
3.1.4 遍歷向量
3.1.5 檢查向量中是否存在指定的元素
3.2 列表
3.2.1 創建列表
3.2.2 訪問列表元素
3.2.3 修改列表元素
3.2.4 向列表中添加元素
3.2.5 刪除列表中的元素
3.3 矩陣
3.3.1 創建矩陣
3.3.2 訪問矩陣中的元素
3.3.3 矩陣屬性
3.3.4 矩陣轉置
3.4 數組
3.4.1 創建數組
3.4.2 訪問數組元素
3.5 數據框
3.5.1 創建數據框
3.5.2 從數據框中提取數據
3.5.3 添加行和列
3.5.4 刪除行和列
3.6 因子
3.6.1 創建因子
3.6.2 因子屬性
3.7 字符串
3.7.1 創建字符串
3.7.2 字符串操作
3.8 本章總結
第4章 函數
4.1 定義函數
4.2 調用函數
4.2.1 按位置調用函數
4.2.2 按名稱調用函數
4.2.3 使用默認參數調用函數
4.3 變量作用域
4.3.1 局部變量
4.3.2 全局變量
4.4 嵌套函數
4.5 函數遞歸
4.6 本章總結
第5章 科技領域中的數據分析
5.1 數據接口
5.1.1 工作目錄
5.1.2 讀取CSV文件
5.1.3 寫入CSV文件
5.1.4 R語言的包的使用
5.1.5 讀取Excel文件
5.1.6 寫入Excel文件
5.1.7 讀取JSON 文件
5.1.8 寫入JSON 文件
5.2 數據清洗
5.2.1 R語言中的內置數據集
5.2.2 缺失值處理
5.2.3 異常值處理
5.3 數據的統計分析方法
5.3.1 描述統計分析
5.3.2 相關性分析
5.3.3 時間序列分析
5.4 本章總結
第6章 單變量圖形的繪製
6.1 R繪圖基礎
6.1.1 R繪圖包
6.1.2 圖形基本構成要素
6.1.3 圖形的圖層
6.1.4 圖形主題
6.1.5 R圖形分類
6.2 直方圖
6.2.1 繪製圖形一般步驟
6.2.2 示例：繪製空氣溫度分布直方圖
6.3 箱線圖
6.3.1 箱線圖應用
6.3.2 示例：繪製嬰兒出生數據箱線圖
6.4 密度圖
6.4.1 密度圖應用
6.4.2 示例：德國每日電力消耗密度圖
6.5 小提琴圖
6.5.1 小提琴圖與密度圖比較
6.5.2 示例：德國每日電力消耗小提琴圖
6.5.3 示例：繪製嬰兒出生數據小提琴圖
6.6 餅圖
6.6.1 創建餅圖
6.6.2 示例：繪製嬰兒性別比例餅圖
6.7 本章總結
第7章 雙變量圖形繪製
7.1 散點圖
7.1.1 散點圖應用
7.1.2 示例：繪製汽車馬力與燃油效率散點圖
7.2 折線圖
7.2.1 折線圖應用
7.2.2 示例：嬰兒出生數據折線圖
7.3 雙變量面積圖
7.3.1 雙變量面積圖應用
7.3.2 示例：繪製嬰兒出生數據雙變量面積圖
7.4 柱狀圖
7.4.1 柱狀圖應用
7.4.2 示例：繪製不同汽車型號的燃油效率柱狀圖
7.5 條形圖
7.5.1 條形圖與柱狀圖的區別
7.5.2 示例：繪製不同汽車型號的燃油效率條形圖
7.6 熱力圖
7.6.1 熱力圖應用
7.6.2 創建熱力圖
7.6.3 示例：繪製不同汽車型號的性能相關性熱力圖
7.7 核密度圖
7.7.1 核密度圖應用
7.7.2 示例：繪製鳶尾花花萼長度核密度圖
7.8 線性回歸圖
7.8.1 線性回歸圖應用
7.8.2 示例：繪製汽車燃油效率與重量的線性回歸圖
7.9 本章總結
第8章 多變量圖形的繪製
8.1 氣泡圖
8.1.1 氣泡圖應用
8.1.2 氣泡圖與散點圖的區別
8.1.3 示例：繪製空氣質量氣泡圖
8.2 雷達圖
8.2.1 雷達圖應用
8.2.2 創建雷達圖
8.2.3 示例：繪製問卷調查結果雷達圖
8.3 網狀圖
8.3.1 創建網狀圖
8.3.2 示例：繪製蛋白質相互
網狀圖
8.4 堆疊折線圖
8.4.1 堆疊折線圖應用
8.4.2 示例：繪製蘋果公司股票OHLC堆疊折線圖
8.5 堆疊面積圖
8.5.1 堆疊面積圖應用
8.5.2 示例：繪製蘋果公司股票OHLC堆疊面積圖
8.6 堆疊柱狀圖
8.6.1 堆疊柱狀圖應用
8.6.2 示例：繪製不同氣缸數下的平均MPG柱狀圖
8.7 平行坐標圖
8.7.1 平行坐標圖應用
8.7.2 示例：繪製高溫和低溫條件下的數據差異平行坐標圖
8.8 矩陣圖
8.8.1 相關性矩陣圖
8.8.2 散點矩陣圖
8.9 分面網格分類圖
8.9.1 分面網格分類圖應用
8.9.2 示例：繪製不同氣缸數和齒輪類型組合下的燃油效率和重量比較分面網格分類圖
8.10三元相圖
8.10.1 三元相圖應用
8.10.2 創建三元相圖
8.10.3 示例：繪製銅鋅鎳合金三元相圖
8.11 本章總結
第9章 3D圖形的繪製
9.1 繪製3D圖形包
9.2 3D散點圖
9.2.1 3D散點圖應用
9.2.2 繪製3D散點圖
9.2.3 示例：繪製汽車性能數據散點圖
9.3 3D線圖
9.3.1 3D線圖應用
9.3.2 示例：繪製鳶尾花花萼和花瓣關係的3D線圖
9.4 3D曲面圖
9.4.1 3D曲面圖應用
9.4.2 創建3D曲面圖
9.4.3 示例：伊甸火山3D曲面圖
9.5 3D網格圖
9.5.1 3D網格圖與3D曲面圖的區別
9.5.2 創建3D網格圖
9.5.3 示例：伊甸火山3D網格圖
9.6 本章總結
第10章科技數據的地理信息可視化
10.1 地圖散點圖
10.2 添加地圖
10.3 地圖熱力圖
10.3.1 創建地圖熱力圖
10.3.2 示例：加利福尼亞州城市人口密度熱力圖
10.4 等值線圖
10.4.1 創建等值線圖
10.4.2 示例：繪製伊甸火山地形圖的等值線圖
10.5 本章總結
第11章數據學術報告、論文和出版
11.1 使用R Markdown創建定制化報告
11.1.1 R Markdown簡介
11.1.2 創建R Markdown報告
11.1.3 R Markdown基本語法
11.1.4 輸出定制化報告
11.2 使用ChatGPT工具輔助製作報告
11.2.1 使用ChatGPT製作思維導圖
11.2.2 使用ChatGPT製作電子表格
11.3 本章總結
第12章 實戰訓練營
12.1 案例1：t檢驗法評估X藥品治療效果對比分析
12.1.1 步驟1：數據準備
12.1.2 步驟2：假設檢驗
12.1.3 步驟3：結果解釋
12.1.4 步驟4：可視化
12.2 案例2：採用MA分析蘋果公司股票的價格走勢
12.2.1 步驟1：數據準備
12.2.2 步驟2：清洗數據
12.2.3 步驟3：計算移動平均
12.2.4 步驟4：使用移動平均線分析蘋果公司股票價格趨勢
12.3 本章總結
附錄1 R常用包和函數快速參考指南
1.1 R常用包
1.2 R常用函數
附錄2 科研論文配圖的繪製與配色
2.1 選擇合適的插圖類型
2.2 善於把握色彩
2.3 字體和字號
2.4 標注清晰
2.5 分辨率足夠
2.6 風格一致