Einleitung

Willkommen bei R für Dummies, dem Buch, das die Lernkurve für die Statistik- und Programmiersprache R zu einem aufregenden Erlebnis ähnlich der Nordkurve macht.

Wir garantieren keineswegs, dass Sie nach der Lektüre dieses Buchs ein R-Guru sind, die folgenden Dinge werden Sie allerdings auf jeden Fall beherrschen:

• Sie führen Datenanalysen mit verschiedenen leistungsstarken Werkzeugen durch.
• Sie benutzen R für statistische Analysen sowie andere Daten verarbeitende Aufgaben.
• Sie lernen die Schönheit vektorbasierter Operationen im Vergleich zur Verwendung von Schleifen schätzen.
• Sie verstehen die Bedeutung folgender Codezeile:
  knowledge <- apply(theory, 1, sum)
• Sie wissen, wie Sie Code von Mitgliedern der R-Gemeinde und anderen Entwicklern finden, herunterladen und einsetzen können.
• Sie wissen, wo Sie zusätzliche Hilfe und Ressourcen erhalten, um Ihre Fähigkeiten noch weiter auszubauen.
• Sie erzeugen wundervolle Grafiken und Visualisierungen Ihrer Daten und Ergebnisse.

Über dieses Buch

R für Dummies ist eine Einführung in die statistische Programmiersprache R. Wir beginnen zunächst mit der Benutzeroberfläche und arbeiten uns dann von ziemlich einfachen Konzepten der Sprache vor bis zu schon recht anspruchsvollen Themen der Datenverarbeitung und -analyse.

Jeder Schritt wird von einfach durchzuführenden Beispielen begleitet. Dieses Buch enthält zahlreiche Codeausschnitte, einige Baukastenfunktionen, die Sie später weiterverwenden können, sowie komplette Analyseskripte. All das hat im Wesentlichen einen Zweck: Sie sollen es selbst ausprobieren.

Wir versuchen erst gar nicht, eine technische Beschreibung zu unternehmen, wie R selbst programmiert wurde. Davon abgesehen sollen sich unsere Ausführungen, wie etwas funktioniert, in etwa die Waage halten mit den Gründen, warum das so funktioniert. R ist keine durchschnittliche Skriptsprache und hat einige Eigenschaften, die auf den ersten Blick überraschen mögen. Anstatt Ihnen einfach nur zu erzählen, wie Sie mit R sprechen sollen, glauben wir schon, dass es wichtig ist, Ihnen zu verraten, wie R Ihre Eingaben liest und interpretiert. Nachdem Sie dieses Buch gelesen haben, sollten Sie in der Lage sein, Daten in der von Ihnen gewünschten Form zu verarbeiten und Funktionen zu verwenden, die wir in diesem Buch nicht vorgestellt haben (die wir vorgestellt haben, möglichst auch).

Dieses Buch ist als Referenz gedacht. Sie müssen es nicht von Anfang bis Ende lesen. Stattdessen können Sie einfach das Inhaltsverzeichnis und das Stichwortverzeichnis nutzen, um die Informationen, die Sie brauchen, zu finden. In jedem Kapitel verweisen wir auf andere Kapitel, in denen Sie weitere Informationen finden.

Änderungen der zweiten Auflage

Seit der Publikation der ersten Auflage hat sich R kontinuierlich weiterentwickelt und verbessert. Um die Korrektheit des Buchs zu gewährleisten, haben wir den Code entsprechend der letzten Version von R (Version 3.4.1) angepasst. Basierend auf dem Feedback von Lesern, Studenten und Kollegen konnten wir einige Abschnitte überarbeiten und so Fragen klären und Ungenauigkeiten beheben. Beispielsweise haben wir den Code dahin gehend geändert, dass wir nun hochgestellte Gänsefüße statt Hochkommata innerhalb von Text-Strings verwenden. Auch bezeichnen wir jetzt die Basiseinheiten von Listen als Komponenten statt Elementen.

Änderungen der dritten Auflage

Die dritte Auflage des Buchs basiert auf der R-Version 4.0.4, die im Februar 2021 veröffentlicht wurde. Falls sich geänderte und neue Features auf die Themen und Beispiele auswirken, die im Buch vorgestellt werden, dann wurden Text und Code entsprechend angepasst.

Das aktuelle rfordummies-Paket enthält die Codebeispiele aus dem Buch. Sie können alles Weitere über das Paket in Anhang B erfahren.

R und RStudio

R für Dummies kann mit jedem Betriebssystem verwendet werden, auf dem R läuft. Ob Sie macOS, Linux oder Windows nutzen, mit diesem Buch bringen wir Sie auf den Weg mit R.

R ist mehr eine Programmiersprache als ein Anwendungsprogramm. Wenn Sie R herunterladen, laden Sie auch eine Konsolenanwendung herunter, die zu Ihrem Betriebssystem passt. Erwarten Sie jedoch keine Wunder: Die Funktionalität ist sehr eingeschränkt und variiert zwischen den einzelnen Betriebssystemen.

RStudio ist eine Plattform-übergreifende Anwendung, auch benannt als Integrated Development Environment (IDE), mit einigen sehr netten Eigenschaften in Bezug auf R. Dieses Buch setzt zwar keine spezielle Konsolenanwendung voraus. Da RStudio jedoch eine über alle Betriebssysteme einheitliche Anwendung ist, glauben wir, dass Sie es schnell zum Laufen bekommen. Daher nutzen wir lieber RStudio als den uneinheitlichen Editor, um die Konzepte im Buch vorzustellen.

Konventionen in diesem Buch

Codeausschnitte erscheinen wie in dem folgenden Beispiel, indem wir eine Million Würfe zweier sechsseitiger Würfel simulieren:

> set.seed(42)

> throws <- 1e6

> dice <- sapply(1:2,

+ function(x) sample(1:6, throws, replace = TRUE)

+ )

> table(rowSums(dice))

Jede Zeile des R-Codes in diesem Beispiel beginnt mit einem der folgenden Symbole:

• >: Das Anweisungssymbol >. Es ist nicht Teil des Codes. Geben Sie es nicht ein, wenn Sie den Code selbst ausprobieren.
• +: Das Fortsetzungssymbol +. Es zeigt an, dass diese Zeile eigentlich noch zur vorhergehenden gehört. Genau genommen müssen Sie gar keine Zeilenumbrüche in Ihren Code einbauen. Wir tun dies jedoch häufig, um die Lesbarkeit des Codes zu verbessern. Darüber hinaus ist es hilfreich, damit er auf die Buchseiten passt.

Die Zeilen, die weder mit dem einen noch mit dem anderen Symbol beginnen, sind Ausgaben von R. In unserem Beispiel erhalten Sie die Gesamtzahl an Würfen, in denen die Summe der Augen 2, 3, ., 12 betrug. Zum Beispiel war die Summe der Augen in 28.007 von einer Million Würfen gleich zwei.

Sie können diese Codeausschnitte kopieren und in R ausführen. Achten Sie darauf, sie genau abzuschreiben. Es gibt nur drei Ausnahmen:

• Geben Sie nicht das Kommandosymbol > ein.
• Geben Sie nicht das Fortsetzungssymbol + ein.
• Tabulatoren oder Leerzeichen können Sie beliebig im Code verteilen, solange es nicht innerhalb von Schlüsselwörtern ist. Mit dem Zeilenvorschub sollten Sie etwas vorsichtiger umgehen.

Wenn R eine Eingabe von Ihnen erwartet, zeigt es das mit dem Symbol > ganz links in der Zeile, etwa so:

> print("Hallo Welt!")

Wenn Sie diese Anweisung in die Konsole eingeben und drücken, antwortet R mit:

[1] "Hallo Welt"

Aus Bequemlichkeit werden sowohl die Eingabe als auch die Ausgabe in einem Block angezeigt:

> print("Hallo Welt!")

[1] "Hallo Welt!"

Schließlich sei noch auf die Schriftart von R-Code im Buch hingewiesen. Die meisten Wörter in R sind von englischen Wörtern abgeleitet. Zwar ist dies bei einem deutschen Text nicht so verwirrend wie bei einem englischen. Dennoch setzen wir R-Funktionen, Argumente und Schlüsselwörter in Monofont. Funktionen werden immer zusammen mit nachgestellten geschlossenen Klammern dargestellt - zum Beispiel plot(). Funktionsargumente geben wir grundsätzlich nicht an und weichen davon nur in wichtigen Fällen ab.

Manchmal geht es um Menübefehle, zum Beispiel DATEI | SICHERN (FILE | SAVE). Dies bedeutet lediglich, dass Sie gebeten werden, das Menü DATEI (FILE) zu öffnen und anschließend die Option SICHERN (SAVE) zu wählen.

Was Sie nicht lesen müssen

Sie können dieses Buch so lesen, wie es für Sie am besten passt. Wenn Sie jedoch unter Zeitdruck stehen oder weniger an Details interessiert sind, können Sie problemlos alle rein technischen Informationen auslassen (zum betreffenden Symbol siehe weiter hinten in dieser Einleitung). Darüber hinaus können Sie auch alle grau hinterlegten Kästen auslassen. Zwar enthalten sie interessante Informationen, jedoch nichts, was für das Verständnis des Themas benötigt wird. Wenn Sie aber doch alles lesen, seien Sie gnädig wegen so mancher (absichtlicher) Wiederholung.

Törichte Annahmen über den Leser

Folgende Annahmen treffen wir über Sie als Leser sowie Ihren Computer:

• Sie kennen sich mit Ihrem Computer...