(長治學(xué)院，山西長治市，046011） 張蓬霞

在早期，R語言多被應(yīng)用于統(tǒng)計學(xué)領(lǐng)域，后續(xù)隨著該項語言的應(yīng)用發(fā)展，憑借著自身種種優(yōu)勢特性，R 語言的應(yīng)用領(lǐng)域也得到了有效擴展。尤其是互聯(lián)網(wǎng)時代的來臨，伴隨著海量信息數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，針對這些數(shù)據(jù)的挖掘處理，更需要應(yīng)用R 語言提供相應(yīng)的幫助。如果在數(shù)學(xué)建模之中充分利用R語言，同樣有利于建模效率與效用價值的發(fā)揮與展現(xiàn)。

1 R語言特性分析

對R 語言進行追根溯源，我們能夠了解到，這門語言最早是受S 語言與Scheme 語言影響發(fā)展而言，其中S 語言創(chuàng)建于1976 年，創(chuàng)建者是John Chamber；Scheme 語言創(chuàng)建時間是20 世紀(jì)70 年代，創(chuàng)建者是Guy L.Steele 與Gerald Jay Sussman。在早期，R 語言的主要使用者是統(tǒng)計學(xué)家與數(shù)據(jù)分析人員，他們經(jīng)常使用R 語言，開展統(tǒng)計分析以及圖形可視化工作，R 語言的創(chuàng)造者是Ross Ihaka 與Robert Gentleman，由于兩人的姓名都是以R 開頭，因此兩人創(chuàng)造的語言也被形象地稱之為R語言。R語言最早是基于S語言的一個GNU項目，因此可以將R 語言視為S 語言的一種實現(xiàn)。一般情況下，采用S 語言編寫的代碼，都能夠直接在R 語言環(huán)境下運行。

1.1 語法特性

R語言作為一種函數(shù)語言，語法非常簡單，使用方式自由靈活，入門門檻不高，完全面向?qū)ο?，實際命名也不存在復(fù)雜的規(guī)則，深受S 語言的影響。R語言使用免費，相關(guān)語言代碼開源，因此在很多高等院校以及組織機構(gòu)之中有著廣泛的應(yīng)用。R語言語法雖然相對簡單，但想要深入掌握這門語言，僅僅掌握語法還遠遠不夠。究其原因在于，R 語言有著非常廣泛的涉獵范圍，從移動互聯(lián)網(wǎng)，到統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，從金融風(fēng)險預(yù)測，到大數(shù)據(jù)挖掘，從生物信息研究，到地球物理探索，上述諸多領(lǐng)域均有著R語言的使用身影。尤其是近些年來，R 語言的應(yīng)用領(lǐng)域再次得到了擴展，在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用價值逐漸得到凸顯。

1.2 語言知識結(jié)構(gòu)特性

為了能夠更加熟練地應(yīng)用R語言，必須要熟悉這門語言的基礎(chǔ)語言知識結(jié)構(gòu)。相較于其他編程語言來說，R語言誕生之初，主要是為了解決統(tǒng)計學(xué)相關(guān)問題，而統(tǒng)計學(xué)本身涵蓋的數(shù)學(xué)知識領(lǐng)域較為繁雜，除了高等數(shù)學(xué)以及數(shù)理統(tǒng)計以外，還包括概率論、離散數(shù)學(xué)等，因此R 語言的知識結(jié)構(gòu)同樣包含了這些復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識理論，不僅如此，還需要將這些數(shù)學(xué)理論與復(fù)雜的業(yè)務(wù)知識相融合，才能組建一個完整的基礎(chǔ)語言知識結(jié)構(gòu)，這些業(yè)務(wù)知識內(nèi)容包括統(tǒng)計算法、數(shù)據(jù)庫等，如此才能更好地發(fā)揮出R語言的使用價值。

1.3 R語言設(shè)計理念特性

R 語言在設(shè)計之初，便遵循了一個重要設(shè)計理念，即精心做事。一般情況下，R語言的研究對象均比較復(fù)雜，比如需要結(jié)合實際需求，建立一個復(fù)雜的統(tǒng)計模型，在這一過程中，需要相關(guān)技術(shù)人員靜下心來，認知思考如何進行模型的構(gòu)建，合理選擇相應(yīng)的模型參數(shù)，而不需要考慮如何設(shè)計程序，因此采用代碼也不會太過復(fù)雜，在實際應(yīng)用時，只需要結(jié)合實際需要，調(diào)用相關(guān)的函數(shù)，完成參數(shù)傳遞，不需要考慮空間與時間復(fù)雜度等相關(guān)問題。

1.4 其他特性

除了上述特性以外，R 語言還存在一些其他的特性，比如R 語言能夠與其他編程語言共用，尤其是S 語言與Scheme 語言，三者有著非常緊密地聯(lián)系。除此之外，R語言還能夠通過相應(yīng)接口，很好地與數(shù)據(jù)庫對接，本身R 語言的保存機制也比較完善，網(wǎng)上資源豐富等，正是這些特性的存在，使得R語言在當(dāng)前時代得到了廣泛的應(yīng)用。

2 R語言特性對比

為了更全面深入地了解R語言的特性，文章本次選擇了其他三種編程軟件與之進行對比，這三款編程軟件分別是“MATLAB”軟件、“SPSS”軟件以及“SAS”軟件。上述三種軟件與R語言在商業(yè)方面有著較強的競爭力，并且相應(yīng)的軟件在不同領(lǐng)域之中均有著各自的優(yōu)勢特性。

2.1 “MATLAB”軟件的繪圖功能分析

“MATLAB”軟件在圖像處理能力方面表現(xiàn)較為出色，相關(guān)數(shù)據(jù)信息能夠可視化呈現(xiàn)，與此同時，還能夠標(biāo)注相應(yīng)的圖形，并完成圖形打印。針對圖形處理，還能夠?qū)崿F(xiàn)頂層設(shè)計，并完成相應(yīng)的圖形計算與工程繪圖?！癝PSS”軟件在圖像處理方面，有著比較友好的界面，能夠獲得高質(zhì)量的圖形信息，可以在圖像處理中使用編程語言，但圖形工具有待進一步完善，深入掌握應(yīng)用的難度較大?！癝AS”軟件在圖像處理方面，有著非常完善且強大的繪圖工具，同時搭載有專業(yè)復(fù)雜的模塊，能夠為圖形繪制處理提供良好助力。同時該款軟件也能夠使用編程語言進行圖像的繪制。“R”軟件能夠提供完善的繪圖技術(shù)，同樣具有圖形數(shù)據(jù)可視化功能，不僅如此，利用R 軟件，還能夠繪制一些動態(tài)的圖形，還能夠結(jié)合實際需求，自由靈活地進行復(fù)雜圖形的組合繪制。

2.2 “MATLAB”軟件的數(shù)據(jù)處理功能分析

“MATLAB”軟件在數(shù)據(jù)處理方面，有著諸多算法可供選擇，因此用戶可以靈活結(jié)合自身需要，選擇相應(yīng)的算法完成數(shù)據(jù)的處理。“SPSS”軟件在數(shù)據(jù)處理方面，搭載有專門的數(shù)據(jù)編輯器，從而為用戶自主確定數(shù)據(jù)屬性提供了良好的便利。但在實際進行數(shù)據(jù)處理時，無法批量操作，只能夠操作處理同一個文件夾中的數(shù)據(jù)。“SAS”軟件在數(shù)據(jù)處理方面，能夠采用很多處理方式，并且一次性可同時處理多個數(shù)據(jù)文件，還能夠進行多變量數(shù)據(jù)處理，但實際操作較為復(fù)雜困難，需要長時間學(xué)習(xí)?！癛”軟件在數(shù)據(jù)處理方面，操作非常便捷。與此同時，還能夠從橫向與縱向出發(fā)，自由進行數(shù)據(jù)變換。還可以采用正則表達式，進行數(shù)據(jù)字符批量化操作。因此針對一些信息豐富的數(shù)據(jù)表，處理效率非常高。

2.3 “MATLAB”軟件的統(tǒng)計功能分析

“MATLAB”軟件在統(tǒng)計分析方面，有著豐富的統(tǒng)計分析算法可供用戶自由選擇。“SPSS”軟件作為一種為“統(tǒng)計而生”的軟件，本身包含著大量的統(tǒng)計分析算法，能夠進行大規(guī)模的統(tǒng)計分析。不僅如此，相較于其他軟件來說，該軟件在方差分析、聚類分析以及多變量分析方面，也有著較為顯著的優(yōu)勢。“SAS”軟件在統(tǒng)計分析方面，在方差分析方面操作比較便捷，同時還能夠結(jié)合實際，建立相應(yīng)的混合數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)對多變量數(shù)據(jù)信息的處理。但在穩(wěn)健方法等方面，相較于其他軟件而言，該項軟件處于明顯的劣勢?！癛”軟件在統(tǒng)計分析方面，功能十分豐富，非常擅于進行聚類、統(tǒng)計檢驗以及時間序列方面的分析。同時在擴展包資源方面，R 軟件在進行統(tǒng)計分析時能夠表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。

2.4 “MATLAB”軟件的程序語言功能分析

“MATLAB”軟件在語言分析方面，程序語言應(yīng)用比較簡單，語言特點與C++語言比較相似，同時“MATLAB”軟件程序語言有著非常好的可移植性與可擴展性，因此適用領(lǐng)域也比較廣泛?！癝PSS”軟件在程序語言方面，由于是一種專用的統(tǒng)計軟件，因此不需要進行語言編程，只需要掌握相應(yīng)的統(tǒng)計方法即可。“SAS”軟件在程序語言方面，有著非常完善的語言功能，且與其他編程語言有著良好的相似度。使用者在實際操作時，一般只要掌握了相應(yīng)的語法規(guī)則，并對相關(guān)指令了如指掌，就能夠在數(shù)據(jù)分析管理方面得心應(yīng)手。“R”軟件在程序語言方面，有著非常高的靈活度，并且開發(fā)者還能夠?qū)φZ言進行非標(biāo)準(zhǔn)計算，從而進一步強化了語言的可操作性，賦予了語言良好的可擴展性。不僅如此，R語言比較簡單，非常容易學(xué)習(xí)入門，同時該語言軟件保留了程序設(shè)計語言的基礎(chǔ)邏輯，因此語言風(fēng)格表現(xiàn)更加自然。

2.5 “MATLAB”軟件的操作分析

“MATLAB”軟件在操作方面，有著非常強的人機交互性，且界面也非常的友好，因此用戶非常容易調(diào)用相關(guān)的函數(shù)，完成計算操作。同時后續(xù)的調(diào)試也比較方便，有著非常好的可操作性?！癝PSS”軟件在程序語言方面，同樣非常便捷，交互界面可以直接點擊，選擇相關(guān)的操作功能。同時還能下拉菜單，自由選擇需要操作執(zhí)行的指令。但操作功能相對有限，只能進行一般的數(shù)據(jù)操作處理分析?！癝AS”軟件在操作方面，界面也比較友好，本身有著專屬的SAS語言以及多窗口操作功能，實際操作性也比較靈活，且本身的數(shù)據(jù)接口功能也十分強大，可操作性較強。“R”軟件在操作方面，整體比較簡單，且該軟件有著非常多的擴展包，能夠涵蓋多個方面，因此在數(shù)據(jù)操作處理領(lǐng)域范圍較廣，有著非常顯著的優(yōu)勢。

3 R語言在數(shù)學(xué)建模方面的應(yīng)用

在當(dāng)前，伴隨著R 語言的不斷深入應(yīng)用發(fā)展，其已經(jīng)不再局限于數(shù)據(jù)統(tǒng)計領(lǐng)域的應(yīng)用，而是朝著多領(lǐng)域多方向不斷地深入發(fā)展。比如互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域、教育領(lǐng)域、電商領(lǐng)域、金融領(lǐng)域、教育領(lǐng)域等。同時通過分析了解R語言的各種特性，我們也能夠認識到R語言在數(shù)學(xué)建模領(lǐng)域也有著非常良好的效用，能夠更好地助力數(shù)學(xué)建模發(fā)揮出更大作用價值。例如針對在大學(xué)生畢業(yè)后，就業(yè)問題是首當(dāng)其沖必須要解決的問題，這不僅關(guān)系到大學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展，同時對社會整體和諧穩(wěn)定也有著非常積極的影響作用。從社會統(tǒng)計調(diào)查來看，大學(xué)生在實際進行求職時，主要考慮薪資待遇的高低、工作所在地和專業(yè)是否對口。這些內(nèi)容對大學(xué)生就業(yè)均有著非常重要的影響。基于此，可以結(jié)合智聯(lián)招聘發(fā)布的《2020年秋季大學(xué)生就業(yè)報告》相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，專科學(xué)位大學(xué)生的平均薪資為4 562 元，本科學(xué)位大學(xué)生的平均薪資為5 102 元，碩士學(xué)位大學(xué)生平均薪資為7 235 元。隨后，可以結(jié)合影響大學(xué)畢業(yè)生平均月薪的相關(guān)因素，做好不同學(xué)位大學(xué)生平均薪資數(shù)據(jù)信息的收集，通并以此為依據(jù)，建立合理的數(shù)學(xué)模型，預(yù)測2020年大學(xué)生平均薪資，最后，還可以采用MATLAB、SPSS、SAS以及R軟件對這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息分別進行擬合，從最終的結(jié)果來看，均與《2020 年秋季大學(xué)生就業(yè)報告》給定的數(shù)據(jù)比較相似，由此能夠證明，采用MATLAB、SPSS、SAS與R軟件，對這一問題擬合均能夠起到良好的效果，但通過對比上述四種軟件的擬合優(yōu)度，采用R語言所做的擬合優(yōu)度與1最為接近，由此能夠證明，R語言擬合效果相較其他三種語言效果更好，同時也說明了R語言在數(shù)學(xué)建模方面有著非常顯著的作用優(yōu)勢。

4 總結(jié)

總而言之，R語言作為一種函數(shù)語言，本身有著很多優(yōu)勢特性，比如語法非常簡單，使用方式自由靈活，能夠與其他編程語言共用，能夠通過相應(yīng)接口很好地與數(shù)數(shù)據(jù)庫對接，本身R語言的保存機制也比較完善，網(wǎng)上資源豐富，相關(guān)語言代碼開源免費等，因此在很多高等院校以及組織機構(gòu)中應(yīng)用較為廣泛，基于這些優(yōu)勢特性，還可以將R 語言應(yīng)用于數(shù)學(xué)建模，同樣有著非常好的效用，這對推動R語言實現(xiàn)廣泛應(yīng)用發(fā)展有著重要作用。