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R语言的特性及其在数学建模中的应用探究
作者: [摘要]时代的进步、大数据的爆发,R被赋予了新的生命力,其卓越的性能为业界所称道。R的特性主要集中在以下几方面:R的语法、R的知识结构及R的理念。课题组对常用的四款软件进行了对比分析名自由的函数式语言,其语法来自于Scheme,并受S语言的影响。R的免费、开源使得其有别于SAS,盛行于高等院校和研究机构。但并不代表掌握了这些语法就意味着领会了R的精髓。R涉及的领域极其广泛,可以说从互联网到统计分析,从金融风险到数据挖掘,从生物信息到地球物理,从生物制药到数据可视化等包罗万象。近年来,R快速地向工业界渗透并有望成为工业界不可或缺的语言。
(二)R的知识结构
想要对R运用自如,应对其前期需具备的基础知识结构了然于心。R作为一门统计语言与生俱来就有别于其他编程语言。只有把基础知识(高等数学、线性代数、离散数学、概率论与数理统计等)与业务知识(本专业知识、相应的算法、数据库、R包等)有效地融合才可以在实际应用中做到收放自如,R强大的生命力才会得以绽放。
(三)R的理念
R的设计理念就是“静心做事”。
针对一个复杂的统计模型而言,研究人员只需斟酌构建合理的模型,传什么参数即可,而不必考虑如何进行程序设计,其代码也不会冗长也不用设计模式,只需调用函数和传相应的参数即可,全然不必去考虑其时间和空间复杂度的问题。
(四)R的其他特色
R不仅仅有以上一些特色,还有其他特色,如,它与其他编程语言和数据库之间有相当好的接口、有效的保存机制、有着丰富的网上资源等,不胜枚举。
二、R语言和其他语言的对比分析
统计学家们最初使用R也是为了用其代替SAS做统计分析,主要是看中了其开源、简洁、高效、易学、便于操作等性能。时代的进步、大数据的爆发,R被赋予了新的生命力。然而,R的各个商业竞争对手如MATLAB、SPSS以及SAS也在蓬勃发展,它们都是非常优秀的软件且都在特定领域中一展身手,只是使用人群在不断地调整着自己的使用工具而已。表1为四款软件的对比。
通过比较分析和对未来发展的预测,我们认为R是最值得学习掌握的软件之一。由于R被时代赋予了特殊的使命,这就决定了R在目前以至于未来较长一段时间会占据一定的主角地位。
三、R在数学建模中的应用
隨着R的不断发展,其已经不仅仅局限于统计学这一小众领域,互联网、教育、电商、银行等诸多行业都在使用R,这使得R一跃成为一门炙手可热的数据分析利器。
基于R的语法、知识结构、理念以及其他特性,我们不难发现其在高校的数学建模中可以发挥其卓越的性能。对本科生而言,数学建模竞赛是一门综合性非常强的赛事,在培养学生的创新意识、应用能力和实践能力方面尤为重要。由于R本身具备的特性,如果在数学建模中恰当地引入了R,势必会起到事半功倍的效果。本文举两个例子说明R在数学建模中的效能。
问题1:部分大学生毕业后,面临的一个主要问题之一就是就业。就业不仅关乎从业学生的未来发展,还对我国的高等教育直接产生深远的影响。
社会统计表明,大学生毕业后选择职业主要集中考虑:工资待遇、地区和专业等因素,这些都会直接影响到未来学生的就业渠道。图1是2002~2010年全均月薪(单位:元;数