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使用 R Markdown｜保姆级入门教程

1. R Markdown 简介

1.1 Markdown 简介

Markdown是⼀种轻量级标记语⾔，它允许我们可以通过简单的⽂本格式编写⽂档，语法简单、上⼿容易，所以越来越多的人都在使用它，而且现在还有有很多可以⽀持Markdown编辑的应⽤软件，例如Typora、Notion等，通过这些⼯具可以便捷地完成Markdown编辑，并且⽀持导出PDF、HTML等多种格式。是不是觉得好像也不太常见，实则不然呐！其实我们平常经常使用的简书、知乎、CSDN也都支持Markdown呢！

常用语法展示：

| 名称        | 显示|
|:-----------|:----------|
| 常规        | default|
| 斜体        | *italics* and _italics_|
| 粗体        | **bold** and __bold__|
| 上标        | superscript^2^|
| 下标        | HO~2~|
| 代码        | `code`|
| 删除线      | ~~strikethrough~~|
| 链接        | [Markdown官网](https://markdown.com.cn/)|
| 标题        | ## H2 |
| 短横线      | - |
| 长横线      |  ---|
| 省略号      | ...|
| 水平线      | ***|
| 图片        | !(pictures/mua.jpg)|
| 表格        | 这不就是嘛|
| 有序列表    | 1.  第一点|
| 无序列表    | -   第一点|

效果展示如下：

名称 显示
常规 default
斜体 italics and italics
粗体 bold and bold
上标 superscript2
下标 HO2
代码 code
删除线 strikethrough
链接 Markdown官网
标题 ## H2
短横线 –
长横线 —
省略号 …
水平线 ***
图片
表格 这不就是嘛
有序列表 1. 第一点
无序列表 – 第一点

深入学习Markdown详见：https://markdown.com.cn/

1.2 R Markdown 简介

R Markdown是R语⾔环境中提供的Markdown编辑⼯具，⽤R Markdown撰写⽂章，既可以像⼀般的Markdown编辑器⼀样编辑⽂本，也可以插⼊代码块，并将代码运⾏结果输出在Markdown⾥。这种格式我们称之为R Markdown格式，简称为Rmd格式，相应的源⽂件扩展名为.Rmd。输出格式可以是HTML、docx、pdf等。

对于经常使⽤R语⾔（不止R，也支持其他语言，如Python、SQL、Stan等）的人来说，比如我们，别人偶尔可能会需要复现我们的工作，那么这个时候，R Markdown就可以助我们一臂之力，以便于他人实现工作复现。可以说Rmd是又便捷又实用！

  • R Stidio官网（初步了解）
  • R Markdown Cookbook（相对基础）
  • R Markdown: The Definitive Guide（非常全面）
  • R Markdown Cheat Sheet

    • 如果上述链接失效，可以在这里找到你想要的噢！

    2. R Markdown 的使用

    2.1 安装

    R Markdown不需要R Studio，但建议使⽤R Studio，因为如果没有安装R Studio，就必须安装Pandoc，而R Studio已和它捆绑在⼀起，所以无需对其进行单独安装。

    Rstudio中安装R Markdown软件包，可以通过下⾯任意⼀种⽅式：

    # from CRAN
install.packages('rmarkdown')

# install from GitHub
devtools::install_github('rstudio/rmarkdown')

library(rmarkdown)

    如果要⽣成PDF输出，则需要安装LaTeX。对于从未安装过LaTeX的R Markdown⽤户，建议安装TinyTeX：

    install.packages('tinytex')
tinytex::install_tinytex()

    TinyTex是谢益辉大神专为R Markdown开发的超轻量级的Latex环境，是⼀种轻便、可移植、跨平台、易于维护的LaTeX发⾏版。R中的配套软件包tinytex可以帮助我们在将LaTeX或R Markdown⽂档编译为PDF时⾃动安装缺少的LaTeX软件包，并确保将LaTeX⽂档编译正确的次数以解决所有交叉引⽤。

    2.2 新建 R Markdown

    1. 点击Rstudio左上⾓的新建项⽬，选择R markdown⽂件格式，就可以建⽴⼀个R Markdown的编辑⽂件。 像这样：
      新建文件

    2. 在弹出的框⾥，可以填写R Markdown的Title、Author以及默认的输出⽂件格式，⼀般可以选择HTML、PDF、Word格式。
      创建界面

    3. 在新建的R Markdown⽂件⾥，主要包含三块内容：1.YAML；2.R Markdown⽂本；3.代码块。
      文件界面

  • YAML —— R Markdown的头部⽂件（红），YAML定义了R Markdown的性质，⽐如title、author、date、指定 output⽂件类型等。
  • Markdown文本 —— Markdown⽂本是R Markdown⾥的主要内容（黄），是使用者按照Markdown语法⾃⾏编写的⽂本内容。
  • 代码块 —— R Markdown的⼀个主要功能是可以执⾏⽂件内的代码块（蓝），并且将代码执⾏结果展⽰在Markdown⾥。这对撰写分析报告带来了极⼤滴便利。Rmd⽂件中除了R代码段以外， 还可以插⼊Python、SQL等许多编程语⾔的代码段，常⽤编程语⾔还可以与R代码段进⾏信息交换。
    1. R studio 界面简单介绍

    详见视频演示

    2.3 R Markdown 的导出

    导出方法：

  • 手动
  • 命令行

    • 2.3.1 手动导出

    ⼿动点击Knit按钮，选择导出格式类型即可，Rstudio⽀持导出PDF、html、word三种类型。
    导出文件

    界面如下：
    导出界面

    2.3.2 命令行导出

    命令⾏导出主要依靠render实现，render函数主要包含下面两个参数:

  • input：指定需要导出的Rmd⽂件地址
  • output_format：指定需要导出的⽂件类型，同样⽀持pdf、word、html等多种⽂件格式。若未指定output_format格式，则输出Rmd⽂件中output指定的格式类型。
    • render("FileName.Rmd")
render(input = "./save/path/FileName.Rmd", output_format = "html_document")

    2.4 代码输出

    2.4.1 行内代码

    详见视频演示

    1. 我们如果希望输出行内代码，只需要将需要输出的代码用一对反引号``包括起来即可，像这样：
    r sum(1:5)`
    1. 也可以文本结合代码，如下：
    数据之和为x <- rnorm(5)
    1. 更高阶的还有，比如：
    date: `r Sys.Date()`
date: 最近更新日期为`r format(Sys.time(), '%d %B, %Y')`

    这样我们就可以随着我们编辑文档的时间动态生成日期。除了上面的写法，还可以这样：

  • %B %Y: November 2022
  • %d/%m/%y: 07/11/22
  • %a/%d/%b: Mon 07 Nov

    • 2.4.2 代码块

    R代码块⼀般通过{r}来插⼊，也可以使用快捷键：Ctrl+Alt+I / option + cmd + I，也可以直接点击右上方绿色的+C。

    详见视频演示

    默认情况下代码和结果会在输出⽂件中呈现。如果通过参数来控制代码块运⾏结果的输出情况可以在{r}中设置。⼀般包括代码及运⾏结果的输出、图⽚表格格式定义等。

    2.4.2.1 通过选项设置参数

    输出信息选项

  • eval: 加选项eval=FALSE,可以使得代码仅显⽰⽽不实际运⾏。这样的代码段如果有标签，可以在后续代码段中被引⽤。

  • include: 加选项include=FALSE，则本代码段仅运⾏，但是代码和结果都不写⼊到⽣成的⽂档中。

  • echo: echo参数控制了Markdown是否显⽰代码块。若echo=TRUE，则表⽰代码块显⽰在markdown⽂档显⽰代码块；反之，代码块不出现在输出结果中。

  • collapse: ⼀个代码块的代码、输出通常被分解为多个原样⽂本块中，如果⼀个代码块希望所有的代码、输出都写到同⼀个原样⽂本块中，加选项collapse=TRUE。

  • prompt: prompt=TRUE代码⽤R的>提⽰符开始。

  • comment:如果希望结果不⽤#号保护，使⽤选项comment=''。

  • results: ⽤选项results=选择⽂本型结果的类型。取值有：

  • markup，这是缺省选项，会把⽂本型结果变成HTML的原样⽂本格式;
  • hide，运⾏了代码后不显⽰运⾏结果;
  • hold，⼀个代码块所有的代码都显⽰完，才显⽰所有的结果。
  • asis，⽂本型输出直接进⼊到HTML⽂件中，这需要R代码直接⽣成HTML标签，knitr包的kable()函数可以把数据框转换为HTML代码的表格。

    • 错误信息选项

  • warning，选项warning=FALSE使得代码段的警告信息不进⼊编译结果，⽽是在控制台中显⽰。有⼀些扩展包的载⼊警告可以⽤这种办法屏蔽。

  • error，选项error=FALSE可以使得错误信息不进⼊编译结果，⽽是出错停⽌并将错误信息在控制台中显⽰。

  • message，选项message=FALSE可以使得message级别的信息不进⼊编译结果，⽽是在控制台中显⽰。

    • 全局设置

    若R Markdown内的代码块存在⼀样的参数设置，则可以提前设计好全局的代码块参数。全局代码块通过knitr::opts_chunk$set函数进⾏设置，⼀般设置在YAML⽂件下⽅。注：局部参数设置优先级大于全局参数设置。

    knitr::opts_chunk$set(echo = TRUE)

    2.4.2.2 R studio 界面直接设置参数（部分但便捷）

    导出界面

    2.5 图片输出

    详见视频演示

    2.5.1 插⼊内部代码⽣成的图形

  • fig.show：设置了图⽚输出⽅式
  • fig.show=‘asis’：表⽰plot在产⽣他们的代码后⾯
  • fig.show=‘hold’：所有代码产⽣的图⽚都放在⼀个完整的代码块之后
  • fig.show=‘animate’：表⽰将所有⽣成的图⽚合成⼀个动画图⽚
  • 需要进行一些设置，详见https://bookdown.org/yihui/rmarkdown-cookbook/animation.html
  • fig.show=‘hide’：表⽰产⽣所有图⽚,但是并不展⽰
  • fig.width：设置图⽚输出的宽度
  • fig.height：设置图⽚输出的⾼度
  • 也可直接在R studio界面进行设置
  • fig.align：设置图⽚位置排版格式，默认为left,可以为right或者center
  • fig.cap ：设置图⽚的标题
  • fig.subcap：设置图⽚的副标题
  • out.width和out.height选项指定在输出中实际显⽰的宽和⾼，如果使⽤如"90%"这样的百分数单位则可以⾃适应输出的⼤⼩。

    • 2.5.2 插⼊外部图形

    图片不是由R代码生成，有两种方法插入：

    1. 使⽤Markdown语法!(path/to/image)，你可以使⽤width和height属性来设置图像的⼤⼩。
    !(xxx.png){width=50%}

    注意：图⽚⽂件放的位置（如果和Rmd同⼀⽬录，可以直接xxx.png；如果在其他位置要加上相对路径）。

    1. 在visual状态下，直接外部拉⼊图形即可，会⾃动保存在相对⽂件夹的images文件夹中，或者点击图形按钮导⼊。
      插入外部图形

    2. 在代码块中使⽤knitr函数knitr::include_graphics()。图⽚尺⼨更改与插⼊R代码⽣成的图形的情况相同。

    knitr::include_graphics("./pictures/inputfig.png")

    2.6 表格输出

    详见视频演示

    2.6.1 插入外部表格

    1. 采用Markdown形式即可，如下：
        |表头|第二列|第三列|
    |:--|:--|:--|
    |第一行|1|2|
    |第二行|4|3|
    |第三行|5|6|

    效果展示：

    表头 第二列 第三列
    第一行 1 2
    第二行 4 3
    第三行 5 6

    表格前面加回车，不然无法展示（项目符号同）。

    如果在表格中插入一个|，表格就会混乱，因为它无法正确区别这个|是属于表格的一部分还是仅仅只是表示|。如下：

        |表头|第二列|第三列|
    |:--|:--|:--|
    |第一行|a|b|2|
    |第二行|4|3|
    |第三行|5|6|

    错误效果展示：

    表头 第二列 第三列
    第一行 a b
    第二行 4 3
    第三行 5 6

    在表格中可以使用&#124(&#124结尾要加个分号;)来表示|。

        |表头|第二列|第三列|
    |:--|:--|:--|
    |第一行|a|b|2|
    |第二行|4|3|
    |第三行|5|6|

    正确效果展示：

    表头 第二列 第三列
    第一行 a|b 2
    第二行 4 3
    第三行 5 6
    1. 在visual状态下，可直接操作R Studio界面进行表格插入与设置，如下：

    插入外部表格
    设置插入表格
    表格效果展示

    2.6.2 插入内部代码生成的表格

    详见视频演示

    1. 我们可以使用knitr包的kable函数，可以⽤来把数据框或矩阵转化成有格式的表格，⽀持HTML、docx、LaTeX等格式。
    knitr::kable(exp_table)

    格式调整详见参数，比如：digits设置小数点后位数，align设置排列方式。

    1. pander包的pander函数也可以将多种R输出格式转换成knitr需要的表格形式。
    pander::pander(exp_table)

    pander包在表中有中文时会出错。

    1. 其他包：tables，tangram，ztable，condformat等等…

    2.6.3 表格渲染

    通过前⾯可以看到：⽤knitr::kable()输出表格结果其实不是⾮常美观，并且很多功能都不能实现。这时我们可以⽤kableExtra、huxtable等扩展包来美化表格，对字体大小、对齐方式、边框底纹、选择高亮等等进行设置。

    kableExtra包的使用，详见:

  • 帮助文档
  • or https://bookdown.org/yihui/rmarkdown-cookbook/kableextra.html
  • or https://haozhu233.github.io/kableExtra/。

    • 更多包尽见：https://bookdown.org/yihui/rmarkdown-cookbook/table-other.html

    3. R Markdown 的主题

    R Markdowm作为制作可重复性报告的优秀⼯具，除了提供⽂档编辑、图表输出外，还有许多主题格式供我们选择。除了默认主题外，还可以通过加载rticles、prettydoc、rmdformats、tufte、cerulean等包获取更多主题格式。下⾯我们看看⼏类扩展包⾥的主题样式。

    记得先安装！

    详见视频演示

    rticles可以更好地进行PDF及其他格式导出，其他包更适用于HTML格式导出。

  • 官网：https://github.com/rstudio/rticles
  • 教程：https://bookdown.org/yihui/rmarkdown/rticles-templates.html

    • 参考资料

    1. https://www.bilibili.com/video/BV1ib4y1X7r9
    2. https://rmarkdown.rstudio.com/lesson-1.html
    3. https://www.bookstack.cn/read/rmarkdown-cookbook-1.0-en/5d40b1b09165871a.md
    4. https://bookdown.org/yihui/rmarkdown/
    5. https://www.jianshu.com/p/4705a1dc8e5a
    6. https://www.jianshu.com/p/f71fac797a6c
    7. https://markdown.com.cn/cheat-sheet.html

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