RStudio | "Home tour" y apariencia básica

Antes de comenzar, conviene recordar que la interfaz de este programa es similar en ordenadores con sistemas operativos Windows y MacOS. De hecho, las imágenes que se muestran en esta entrada procederán indistintamente de ambos sistemas operativos.

Esta es la apariencia de RStudio cuando lo abrimos por primera vez en un ordenador con Windows 10:

R se compone principalmente de un menú principal, una barra horizontal de herramientas y varios sectores o ventanas de trabajo. Lo primero que nos puede llamar la atención en esta interfaz, es que la ventana izquierda es la consola de R, que es la que aparecería si usásemos directamente el entorno R. Por supuesto, desde aquí ya podremos trabajar directamente con el programa R (aunque como veremos en esta sección de RStudio, lo recomendable será usar la presente interfaz).

• La consola de R funcionará exactamente igual que si cargamos el entorno de R directamente. Por ejemplo, se puede pedir que desde esta consola se hagan operaciones aritméticas básicas como 112 + 23.

El R Script

Lo más interesante de RStudio es lo que se denomina R Script (Guión de R, en español) que es una especie de documento que permite editar y guardar las acciones, comandos o instrucciones de una manera mucho más sencilla que los códigos que se deben poner en la consola de R. Una de las ventajas que presenta este sistema es que podemos cambiar alguna parte de la sintaxis incluso una vez que se haya ejecutado. 

El R Script se abre desde File, New File y R Script, tal y como se muestra en la siguiente imagen.

A continuación, se creará una nueva ventana en RStudio, lo que hará que ahora haya 4 ventanas distintas. La siguiente imagen muestra la apariencia original de RStudio en Mac:

Ventanas de trabajo

Vamos a ver brevemente cada opción que podemos hacer en cada una de las ventanas de RStudio (McGrath, 2018):

• Ventana de editor de código. Es donde se escribe y edita los códigos de R en forma de RScript, que es una especie de documento. Haciendo clic sobre RUN se ejecutará todo el código (mostrando los resultados en la Consola de R).

•  Consola de R. Se observan dos pestañas principales:
• Console. Muestra la consola original de R. Desde aquí también se puede introducir instrucciones en R aunque no tiene tanta riqueza de edición como en la ventana de editor de código que acabamos de ver.

• Terminal. Esta es la terminal del sistema operativo. Desde aquí se pueden pedir instrucciones directas al ordenador. Para el análisis de datos, rara vez se realizan instrucciones aquí.

• Espacio de trabajo. Es una ventana auxiliar que contiene varias pestañas:
• Environment (Entorno). Es aquí donde se mostrarán los datos como las variables o las bases de datos cargadas en la sesión.

• History (Historial). Es una lista de los comandos que se hayan ejecutado en la Consola de R. 

• Connections (Conexiones). Permite trabajar conexiones entre los objetos y los datos introducidos.

• Cuaderno. Es una ventana auxiliar que contiene las pestañas:
• Files (Archivos). Navegador que muestra los ficheros del ordendador.

• Plots (Trazos). Desde aquí aparecerán los gráficos y diagramas o tablas que se generen en R.

• Packages (Paquetes). Muestra los paquetes activos o por activar de RStudio.

• Help (Ayuda). Desde aquí se mostrará ayuda técnica de la interfaz de RStudio.

• Viewer (Visualizador). Desde aquí se puede ver en local el contenido html que haya sido escrito en la aplicación.

Fuentes bibliográficas

Referencia en estilo APA-7: 

• McGrath, M. (2018). R for data analysis in easy steps (covers R Programming essentials). In Easy Steps.

RStudio | Instalación del programa

R es un entorno de trabajo muy clásico ya que su funcionamiento recuerda a cualquier terminal o consola de ordenador en el que las instrucciones se van escribiendo con un lenguaje específico. Para facilitar el uso de R, el 28 de febrero de 2011 se lanzó de la mano de la compañía Posit PBC un entorno de desarrollo integrado (IDE por sus siglas en inglés) denominado RStudio. En efecto, RStudio facilita el análisis de datos puesto que se trata de una interfaz mucho más amigable para el usuario que el entorno original de R.

Acciones preliminares

Para que RStudio funcione correctamente, se debe haber instalado el entorno R previamente. Esto mismo se recordará en la página oficial de descarga de RStudio. Puedes hacer clic en el siguiente botón para recordar los pasos de instalación de R:

La instalación de RStudio tanto para sistemas operativos Windows o MacOS es muy similar e intuitiva. No obstante, vamos a ver cómo instalarlo en los sistemas operativos más usados.

RStudio en Windows

Instalar el programa en un ordenador Windows es un proceso muy sencillo. En primer lugar, accederemos a la página oficial de descarga que se podrá encontrar haciendo clic en el siguiente botón:

Existen dos versiones en el momento de la elaboración de esta entrada: versión de escritorio (desktop) o versión de servidor (server). Debemos descargar la versión de escritorio (RStudio desktop). Para ello, debemos hacer clic en el botón correspondiente (Download RStudio), tal y como se muestra a continuación. 

En la siguiente ventana deberemos hacer clic en Download RStudio for Windows, (la página web ya detecta automáticamente el sistema operativo en el que estamos). Finalmente, haremos clic al instalador (alojado, normalmente, en la carpeta de Descargas) con extensión .exe y seguiremos los pasos del Asistente de Instalación de RStudio.

RStudio en MacOS

La instalación de RStudio en MacOS es prácticamente idéntica a la que se ha mostrado para Windows. En primer lugar, deberemos acceder a la página oficial de RStudio mediante el siguiente botón:

Tenemos que instalar la versión de escritorio (RStudio desktop). Recordemos que antes de comenzar la instalación de RStudio deberemos haber tenido que instalar el entorno R, tal y como se nos recuerda en la siguiente imagen. 

A continuación, deberemos hacer clic sobre el instalador con extensión .dmg que, seguramente, esté alojado en la carpeta de Descargas. Tal y como se muestra en la siguiente imagen, únicamente deberemos arrastrar el icono de RStudio a la carpeta de Aplicaciones.

Seguir aprendiendo

En la siguiente entrada aprenderemos los nombres de la interfaz básica de RStudio. Puedes hacer clic en el siguiente botón para acceder la siguiente contenido:

Jacob Sierra Díaz y Alti

R - Sintaxis | Importar bases de datos de Excel

Muchos programas estadísticos permiten la creación de bases de datos para un posterior análisis. Si bien es cierto que en R se puede introducir una gran cantidad de variables, no suele ser recomendable generar las bases de datos en dicho entorno puesto que es mucho menos intuitivo y sencillo que con otros programas. Por ejemplo, la edición de algún valor en la base de datos puede ser ardua si se hace directamente en la consola de R.

Es por ello que la mejor opción suele ser generar (o convertir) una base de datos en un programa adicional para luego importarla en R. Una de las opciones más recomendables es generar la primera base de datos en Excel y, a continuación, importarla en R. Hoy veremos cómo se puede hacer este proceso en la consola de R (aunque lo más recomendable es hacerlo en la ventana de R Commader).

Acciones preliminares

Antes de poder importar ficheros de Excel (formato .xlsx) deberemos tener instalado en el ordenador (ya sea un ordenador con Windows o un Mac con MacOS) el lenguaje de programación de Java (Oracle). La instalación de dicho entorno es gratuita y la página web oficial reconocerá el sistema operativo en el que se querrá instalar.

Paquetes necesarios

Dos son las librerías que necesitaremos instalar (con el comando install.packages ("...")) y, posteriormente, cargar (con el comando library(...)) en el entorno R. 

Primero deberemos instalar el paquete rJava. Para ello, solicitaremos el comando y seleccionaremos el CRAN mirror más cercano a nuestra localización. La instalación de este paquete se completará cuando aparezca un nuevo el símbolo ">" en la consola:

> install.packages ("rJava")

*Para que este paquete funcione correctamente deberá estar instalado la versión 4.3.2 o superior de R.

A continuación, instalaremos el paquete xlsx. Seguiremos los mismos pasos que en el caso anterior. La instalación de este paquete se completará cuando aparezca un nuevo el símbolo ">" en la consola:

> install.packages ("xslx")

Estos comandos de instalación solo serán necesarios la primera vez que hemos estrenado R o que hayamos desinstalado todos los paquetes que teníamos.

Cuando tengamos instalado los paquetes, y queramos importar una base de datos de Excel deberemos invocar de la biblioteca (library) ambos paquetes. En esta ocasión, no hará falta poner entre comillas los nombres de los paquetes y tampoco recibiremos ningún mensaje de que se han cargado correctamente en la consola.

> library (rJava)

> library (xlsx)

Nota. En versiones modernas no es necesario ni instalar ni cargar rJava. Es decir, funcionará con solo cargar la biblioteca xlsx. 

Cargar el archivo con ruta

Se recuerda que aquí se está hablando de importar una base que previamente ha sido construida en el programa Excel. Es por ello que deberemos tener localizado en el ordenador el archivo Excel que contiene nuestra base de datos. De manera general (y una vez invocadas las bibliotecas rJava y xlsx, vistas en el paso anterior), usaremos el comando:

> read.xlsx ("Ruta del ordenador")

Sin embargo, habrá ligeras modificaciones a tener en cuenta en función de si se usa un ordenador con sistema operativo Windows o con MacOS.

Windows

En primer lugar, necesitamos saber la ubicación (o ruta) de nuestro archivo de Excel. Para ello, bastará con hacer clic derecho sobre el archivo Excel (formato .xlsx), seleccionar Propiedades y copiar la ruta en Ubicación, tal y como se muestra en la siguiente imagen. 

Ahora deberemos ir a R y escribir el comando read.xlsx(). Entre los paréntesis y las comillas pegaremos la ruta. A continuación, al finalizar la ruta deberemos indicar el nombre del archivo con la extensión .xlsx (o .xls, en función de la versión de Excel) seguido de una coma y el número de la hoja de Excel en el que se ubique la base de datos (normalmente 1 ya que se suele ubicar en la hoja 1).

En el ejemplo concreto que se ha usado para hacer esta entrada sería:

> read.xlsx ("C:/Users/jsd/Downloads/Demo.xlsx",1)

Observaciones del comando:

• La ruta debe ir entre comillas ("...").

• El nombre del archivo debe ir al final de la ruta y debe tener la extensión .xlsx (o .xls).

• El número final indica la hoja en la que se encuentra la base de datos. En este caso en la Hoja 1.

• Las barras deben ir inclinadas a la derecha ("/"). También funcionará con la doble barra inclinada a la izquierda ("\\"), pero no funcionará con una sola barra a la izquierda ("\").

• La ruta en Windows comienza con una letra en mayúsucla (normalmente C:).

• Si se cambia la ubicación del archivo, se deberá actualizar la ruta.

A continuación, se muestra las formas de cargar un archivo en R en Windows:

Ahora que ya sabemos cómo funciona, deberemos asignarle un nombre para que R sepa a qué base de datos nos estamos refiriendo cuando queramos hacer estadística u otras operaciones. Para ello, deberemos poner el nombre que queramos seguido de un signo "=" o "<-" seguido del comando que hemos visto anteriormente. Por ejemplo, en nuestro caso hemos decidido poner el nombre Demo (mismo nombre que el archivo de Excel):

> Demo = read.xlsx ("C:/Users/jsd/Downloads/Demo.xlsx",1)

Ahora tan solo tendremos que invocar el nombre "Demo" para que R sepa la base de datos con la que tiene que trabajar.

MacOS

Para saber la ruta en la que se encuentra el archivo, bastará con hacer clic derecho sobre el archivo Excel (formato .xlsx), seleccionar Obtener información y sobre Ubicación hacer clic derecho del ratón para Copiar como ruta.

Ahora deberemos ir a R y escribir el comando read.xlsx(). Entre los paréntesis y las comillas pegaremos la ruta. A continuación, al finalizar la ruta deberemos indicar el nombre del archivo con la extensión .xlsx (o .xls, en función de la versión de Excel) seguido de una coma y el número de la hoja de Excel en el que se ubique la base de datos.

En el ejemplo concreto que se ha usado para hacer esta entrada sería:

> read.xlsx ("/Users/manueljacobsierra-diaz/Downloads/Demo.xlsx",1)

Observaciones del comando:

• La ruta debe ir entre comillas ("...").

• El nombre del archivo debe ir al final de la ruta y debe tener la extensión .xlsx (o .xls).

• El número final indica la hoja en la que se encuentra la base de datos. En este caso en la Hoja 1.

• Las barras deben ir inclinadas a la derecha ("/"). Esto se consigue con SHIFT + 7.

• En Mac no es necesario indicar el disco C: (o la letra que corresponda) como ocurre con Windows.

• Si se cambia la ubicación del archivo, se deberá actualizar la ruta.

Ahora que ya sabemos cómo funciona, deberemos asignarle un nombre para que R sepa a qué base de datos nos estamos refiriendo cuando queramos hacer estadística u otras operaciones. Para ello, deberemos poner el nombre que queramos seguido de un signo "=" o "<-" seguido del comando que hemos visto anteriormente. Por ejemplo, en nuestro caso hemos decidido poner el nombre Demo (mismo nombre que el archivo de Excel):

> Demo = read.xlsx ("/Users/manueljacobsierra-diaz/Downloads/Demo.xlsx",1)

Ahora tan solo tendremos que invocar el nombre "Demo" para que R sepa la base de datos con la que tiene que trabajar, tal y como se muestra en la siguiente imagen:

Base de datos

Haciendo clic en el siguiente botón podrás descargarte la base de datos de Excel (formato .xlsx) para que puedas practicar su importación en R. La base de datos tiene el nombre Demo y la contraseña para acceder al archivo es la misma (Demo). ¡Atención! R no podrá leer archivos con contraseña, será necesario eliminar la contraseña o copiar la base de datos en un nuevo Excel sin contraseña.

R - Sintaxis | Concepto de variable vectorial

Anteriormente se ha visto que un valor puede estar asignado a un nombre concreto. Esto es útil cuando ese valor se usa frecuentemente en la misa sesión. Puedes hacer clic en el siguiente botón para acceder a la información sobre la variable simple.

En computación, un vector (array en inglés) es una forma de estructurar datos en una secuencia de elementos del mismo tipo en posiciones consecutivas. Cada elemento está identificado con un índice que generalmente comienza en la posición 0. Por tanto, para introducir una variable en R con una lista de elementos de la misma clase tendremos que usar el concepto de variable vectorial.

Una variable vectorial presenta esta forma en R: Nombre variable = c(elemento0, elemento1, ...., elementoX)

En efecto, los elementos se separan por comas (de ahí que el signo decimal se escriba con punto) y están dentro de un paréntesis que le precede por una "c" (de "combinación"). Date cuenta que el símbolo "=" sirve para asignar un nombre a la variable vectorial. Podríamos haber usado indistintamente los símbolos "<-" para la misma función. De esta forma, cada vez que queramos hacer referencia a esta variable, bastará con emplear su nombre.

Caso práctico

Sin lugar a dudas, la mejor forma de comenzar a trabajar y entender la variable vectorial es a través de un ejemplo. Para ello, vamos a usar la consola de R (versión 4.3.1 en un ordenador Mac; se recuerda que el resto de versiones y sistemas operativos funcionan igual).

Imagina que tenemos la calificación de 10 estudiantes de un curso de nuevas tecnologías: 9; 8; 7; 7,5; 0; 10; 10; 9; 8; 5. En primer lugar, queremos buscar una forma de que el programa nos diga la nota de Benito, que corresponde con la segunda calificación. Por otro lado, buscamos saber la nota media de los estudiantes con el fin de saber qué se puede mejorar en ediciones futuras del curso. 

1.- En primer lugar crearemos una variable vectorial con el nombre (por ejemplo) "Calificación". Ahora cada vez que invoquemos la palabra Calificación en la consola de R, nos lanzará los datos de la variable vectorial.

> Calificación = c(9, 8, 7, 7.5, 0, 10, 10, 9, 8, 5)

2.- Para dar respuesta a la primera instrucción (saber el valor del segundo alumno) debemos recurrir a la función Nombre variable vectorial [posición del valor]. Entonces, para que el resultado nos de 8 (el segundo valor), escribiremos en la consola:

> Calificación [2]

[1] 8

3.- Para dar respuesta a la segunda instrucción (saber la nota media de toda la clase) deberemos recurrir a la función mean (nombre de la variable vectorial). Entonces, para que el resultado de 7,35 (nota media), escribiremos en la consola:

> mean (Calificación)

[1] 7.35

R - Sintaxis | Concepto de variable simple

Una variable es una característica medible o atributo que puede tener valores distintos a observar. Las variables son fundamentales en el análisis estadístico y suponen el primer paso de aprendizaje de cualquier programa especializado. En informática una variable es un espacio donde se guarda un objeto o un valor. 

La variable más sencilla que se puede crear en R recibe el nombre de variable simple. Se trata de asignar un nombre concreto a un valor particular. Por ejemplo, en lugar de escribir el decimal 0,003 podemos asociarlo a un nombre (por ejemplo D) para que cuando lo queramos usar, no tengamos que estar escribiéndolo constantemente y tengamos que recurrir tan solo ha escribir D.

Asignación de la variable simple

Para establecer una variable simple en la consola de R bastará con usar el símbolo "=". También se puede usar la combinación de caracteres "<" y "-" tal y como se ilustra en la siguiente imagen. Entonces, a la izquierda del signo "=" (o "<-") pondremos el nombre de la variable y a la derecha el valor que queramos asignar. Lo único que faltará será memorizar o conocer los valores que hemos asignado.

Nombre variable = Valor

Nombre variable <- Valor

Cuestiones sobre la variable simple

A la hora de crear variables simples en R debemos tener en cuenta algunas cuestiones o propiedades de la sintaxis importantes:

(1) Cuando se invoque el nombre de la variable simple guardada y se pulse Enter, R devolverá el valor asociado a dicho nombre. Por ejemplo:

> D = 0.003

> D

[1] 0.003

(2) Se puede invocar la variable simple guardada en combinación con otros valores para que interactue con los mismos en función de la sintaxis u operadores que introduzcamos. 

Por ejemplo:

> D = 0.003

> D + 2

[1] 2.003

(3) La variable simple tendrá el mismo valor hasta que se produzca una nueva asignación (mediante el proceso contado anteriormente). 

Por ejemplo:

> D <- 5

> D

[1] 5

> D <- 3

> D

[1] 3

(4) La asignación de cualquier variable se perderá cuando se salga de la presente sesión de R y no se haya procedido al guardado. En tal caso, se deberá volver a asignar el nombre de la variable al valor.

(5) R es sensible a las mayúsculas y minúsculas. Por tanto, es posible designar dos valores distintos con dos letras iguales jugando con las mayúsculas y minúsculas. Por ejemplo, si asociamos el nombre D al valor 4, podemos asociar el nombre d al valor 8.

(6) Los números decimales en la consola original de R deben escribirse con puntos (.) en lugar de con comas (,).

Jacob Sierra Díaz y Alti

R - Sintaxis | Primeras operaciones en R

Una vez que tenemos instalado R, podemos comenzar a trabajar y escribir nuestras primeras líneas en la consola principal. Aquí vamos a usar la versión R de 4.3.1 (16-06-2023) en un ordenador Mac con sistema operativo macOS Ventura 13.7.1. No obstante, se recuerda que este mismo procedimiento se hace exactamente igual con un ordenador Windows y/o con versiones de R anteriores o posteriores.

La consola de R tendrá un aspecto similar al siguiente:

El carácter ">" sirve para que el usuario pueda introducir información. Normalmente cada línea ">" significará una instrucción distinta. Pero también se pueden meter varias instrucciones en una línea ">" siempre y cuando estas vayan separadas por un punto y coma (";"). Para ejecutar la instrucción se pulsará la tecla Enter o Intro. El resultado se mostrará en otro color precedido por el símbolo "[1]". 

Por ejemplo, si quisiésemos obtener la solución de la operación 4 + 5 introduciríamos esta operación en una línea ">":

> 4 + 5 (pulsar tecla Enter)

[1] 9

Así mismo, para hacer dos operaciones a la vez en una misma línea ">", usaremos el punto y coma (";"). En efecto, la consola lanzará dos resultados independientes que corresponderán con el orden en el que fueron introducidos. Por ejemplo, si queremos hacer las operaciones 4+5 y 2+2 en una misma línea escribiremos:

> 4 + 5 ; 2 + 2

[1] 9

[1] 4

Nota importante. R originalmente se escribió en inglés, por tanto los símbolos decimales se deberán expresar con puntos (".") en lugar de con comas (","). Así por ejemplo, para introducir el decimal 0,5 es conveniente escribirlo como 0.5 o .5.

Operaciones matemáticas básicas en R

Uno de los primeros pasos para empezar a tener contacto con la interfaz de R, o por lo menos con su consola, es haciendo algunas operaciones aritméticas básicas. Como acabamos de ver en los ejemplos de arriba, R permite realizar las operaciones aritméticas básicas (y, por supuesto, más avanzadas), que se definen de acuerdo con las convenciones matemáticas estándar. A continuación, se muestran la sintaxis principal para cada operación básica:

En efecto, R puede funcionar como una calculador científica. A pesar de que no se quiere profundizar en este concepto, R puede entender y calcular las funciones trigonométricas. A continuación, se muestra la sintaxis de las funciones trigonométricas así como sus inversas. La terminología procede del inglés y es exactamente igual que la que se encuentra en las calculadoras científicas.

A pesar de que hay otros software matemáticos más adecuados para el cálculo de este tipo de operaciones, cabe mencionar que R también puede efectuar tanto funciones hiperbólicas como sus inversas, empleando la siguiente sintaxis.

Seguir aprendiendo

Una vez que ya hemos visto como funciona la interfaz de la consola de R con algunas operaciones matemáticas, podemos pasar a entender el concepto de variable para la computación. Para ello, comenzaremos definiendo el término variable simple. Haz clic en el siguiente botón para acceder a este contenido:

Jacob Sierra Díaz y Alti

R | Instalación de paquetes mediante sintaxis

En la entrada anterior, vimos cómo se pueden instalar paquetes a través del menú en ordenadores Windows y Mac. Puedes hacer clic en el siguiente botón para recordar cómo se hace:

En la entrada de hoy, veremos cómo se puede instalar paquetes mediante código de programación. Esto puede ser de gran utilidad para usuarios más avanzados y acostumbrados en la sintaxis. Para instalar cualquier paquete en R se precisa conocer el nombre exacto de dicho paquete (su acrónimo para ser más exactos) y usar el siguiente comando:

install.packages ("nombre del paquete")

Así, por ejemplo, para instalar R Commander mediante sintaxis escribiremos install.packages ("Rcmdr")

Este comando sirve tanto para Windows como para Mac. Nótese que el nombre del paquete deberá ir entre comillas ("..."). Cuando se quiera instalar un paquete mediante este comando, saldrá un menú con el servidor al que se conectará para acceder y descargarlo. Se deberá seleccionar el más cercano a nuestra zona. Por supuesto, para esta acción se requiere conexión a Internet. La instalación habrá acabado con éxito cuando se muestre un mensaje (en negro) con la dirección en la que se ha descargado el paquete.

Se recuerda que para poder usar paquetes, cada vez que se inicie la sesión en R se deberán cargar con el siguiente comando:

library (nombre del paquete)

Seguir aprendiendo

Ya estamos listos para dar los primeros pasos por el lenguaje de programación de R. Haz clic en el siguiente botón para acceder al estudio de la interfaz básica y de las operaciones elementales que R trae por defecto.

Jacob Sierra Díaz y Alti