第7章 办公
我们不要欺骗自己了：使用最广的统计软件其实是Excel。— Brian D. Ripley, September 2002
本课，我们停下学习R函数的匆匆脚步，稍事休整，来让R做一件狗拿耗子的事情：把R当办公软件来用。
一说办公软件，我们首先想到的是微软Office办公三剑客Word，Excel，Powerpoint。这套软件售价不菲，安装还颇受限制，但并不影响对我们多年的吸引力。可惜，我们大部分人平时只用到Office不到10%的功能。即便如此，这10%的功能用起来也并不爽快，而要想使用另外90%的功能，并不比学R语言容易。
其实，我们的R就可以当作办公套件来用，计算数据、写文档、做幻灯片样样拿手。而且，作为办公套件，R用起来更方便、安全、高效；用得久了就会感觉到，这是一种顶级享受。若是跟Office搭配使用，相映成趣，相得益彰。
7.1 从Excel到R代码
在RStudio的界面点击菜单 File – New File – R Script，就会新建一个扩展名为 .r 的文件。我们已经对此很熟悉了，是从第一章以来一直接触的文件形式，相信你到现在已对R丰富的函数有了体会。将来，我们会学到R的扩展包，让我们可以对数据随心所欲地处理，在计算上完全可以取代 Excel，功能上有过之而无不及，在编程上更是让 Excel 望尘莫及。Excel当然也可以用宏命令和 VBA 实现很多强大功能，但门槛比较高。写代码是 R 初级用户上来就会的基本功，但 Excel 用户里会用 VBA 的比例寥寥无几。
思考 7.1 审视一下你平时在Excel做的工作，哪些可以完全移植到R里？哪些只能部分移植？哪些工作R无法胜任？反过来呢？R哪些工作是Excel不能胜任的？
从形式上来说，Excel的输入数据、计算方法、计算结果这三个层面的内容是混合在一起的，这就带来很多不便。比如，有时候我们只想把计算方法分享给同事，但并不想分享原始数据，这在Excel很难办，而R很容易，只把代码分享就行了。数据量大的时候，Excel文件的大小可能达到几百MB，别说发送给别人，就是在本地打开都会非常吃力，有时候说不定会死机，而R的灵活性可以让代码与数据分离，也可以合在一起，Excel的难题在R中迎刃而解。
有些熟悉R的人把R描述为微软Excel的增强版。— Ashlee Vance, January 2009
如果当他是朋友，就别让他用Excel做统计。— Jonathan D. Cryer, August 2001
7.2 从Word到R文档
我们不仅可以用R来取代Excel，还可以取代Word。
在RStudio的界面点击菜单 File – New File – R Markdown，在对话框选择Document，将默认输出格式勾选Word，填上（也可以不填）文档标题和作者，点OK按钮，一个新文件窗口就打开了。这是个模板，已经填了一些内容，目的是引领我们照葫芦画瓢创建自己的文档。
图 7.1: 创建R Markdown文档.
下面，我们把它改成一份自己的文档。前边的11行不用改，从第12行的两个#号开始改：
## 大气颗粒物 pm2.5
pm2.5最近几年在中国是个研究热点。R自带的英国因肺部疾病而死亡的数据显示：
```{r}
summary(fdeaths)
```
## 作图
```{r}
plot(fdeaths)
```
## 其他污染
但是，老师说，跟大气污染相比，其他环境污染问题更紧迫，只是不容易看出来。
- 土壤污染
- 水污染
- 垃圾污染
- 其他在这篇文档中，##表示后面的文字是二级标题（#越多，标题级别越低）；```{r}和``` 两行表示两者之间夹着的是R代码；-表示后面是列表格式。这就是标记语言，是把格式用一些字符来表示，而不是通过点鼠标来选择格式。
其实，标记语言在前面的章节已经出现过了。我们在expression()函数里，标明斜体或下标的时候，用的就是标记语言。
现在，把这个文件保存到硬盘里，我们权且起名叫R-sam，再点击工具栏的Knit按钮。立刻，一份图文并茂的Word文档就华丽丽展开在面前了。这个Word文档，就是R生成的。
图 7.2: R创建的Word文档.
用R来写Word文档有什么好处呢？
应出版社要求，本书起初是用Word写的。然而，在多次修改过程中，需要在R中反复修改示例代码和导出图片，复制粘贴到Word文档中，极易出错，后续还要调整格式。一旦发现代码和图片需要修改，就得重来一次;如此多次，无聊的过程让人心生绝望，最后索性用R来写书，顿时整个世界清静了。
仔细研究一下这份Word文档，你就会更明白我们的意思。如果是在Word里写一模一样的这样一份文档，一般的步骤是这样的：
写好文字部分；
用鼠标逐个调格式：文字的颜色，大小，对齐方式，列表格式，代码的字体、颜色、浅灰色背景等等。
用数据处理软件来计算数据，作图，再把计算结果和画好的图拷贝粘贴进文档。
对比一下RStudio里的这份文档，一步步对应的话，是这样操作的：
写好文字，同时用一些符号把格式标记出来，格式会自动转换：
在文字中嵌入R代码，计算结果和作图会自动展示。
这至少意味着两点：
省却了鼠标调整格式的繁琐步骤；
不用到别的软件界面拷贝图片了。
在这样的环境里写作，基本上可以避免被其他事情打扰分神，可以保持思维的连贯，只需关注内容，写起来一气呵成。
然而这仅仅是表面的好处。仔细思考，这背后有更丰富的意义。
我们发现，pm2.5的正确写法应该是PM2.5，字母应当大写，数字应当用下标格式。除此之外，我们想把文档里所有的“污染”二字加粗强调。在我们的R-sam里面，由于是标记语言，我们只需按ctrl+f快捷键，查找“pm2.5”，全部替换成PM~2.5~；查找“污染”，全部替换成**污染**就行了。然后，保存文件，再按Knit按钮。Bingo！奇迹就这样发生了。看看生成的Word文档里，格式是不是按我们的心意已经调好了？
波浪线表示下标，双星号表示加粗。这就是标记语言的好处，格式容易批量修改。如果文档里有千百处pm2.5要改，在R的文档里改起来太简单了，而在Word里改起来就是个灾难。就算使用Word的高级查找替换功能，也比R麻烦很多。
这里用的这种标记语言叫做Markdown。有了它，我们书写时只管放心写成pm2.5，将来批量改格式就行了。Markdown的标记方法十分简单，花个几分钟学习，就能满足绝大多数日常需求；如果使用它的扩展语法，那么几乎所有需求都可以得到满足（见附录）。
用R写文档的好处，当然不只是方便改格式。由于R代码是嵌入在文档中的，如果发现计算方法需要补充、修改，那么在这个文档里改就是了，输出的Word文档里数据和图片自动更新，不必考来考去，免去了麻烦的操作，大大减少出错的几率。
而且，跟别人交流时，只需这一份文档，就包含了数据处理过程和结果，别人很容易重复验证，只要有同样的输入数据，就会得到跟你一模一样的结果。这就是“可重复研究报告”的概念。当然，如果你想对计算方法保密，或者对一部分文字保密，只需把文档中的代码设定为隐藏，或者用标记符号将文字隐藏，那么输出的文档里就不会出现代码。总之，这是一份订制性很高、个性十足的文档。关于可重复研究报告，我们将在第14章和第15章进一步介绍。
此外，这份文档还可以直接生成幻灯片，其中的数据和图片跟Word里保持高度一致。这意味着，我们只维护这一份文档就够了。
那么，如何把这份R-word文档直接变成幻灯片呢？
7.3 从Powerpoint到R幻灯片
在RStudio的界面点击菜单 File - New File - R Markdown，在对话框选择Presentation，将默认输出格式勾选HTML（ioslides），点OK按钮。跟上面一样，新打开的是个用作示例的模板文件。我们把它保存文件到硬盘里某个文件夹，权且起名叫R-slides。点击Knit按钮，一个幻灯片文件就做好了，保存在同一个文件夹下，名叫R-slides.html，是个网页文件。双击打开看看，是不是跟ppt差不多？
如果把我们这个R-slides文档跟上一节R-sam文档比较一下，就会发现，文档的结构完全相同，只有文件开头output后面的内容不同。现在，让我们把R-slides文件开头的output: ioslides_presentation拷贝粘贴到R-word文档里，将原来的output: word_document替换掉，再点Knit按钮，见证一下奇迹的发生。
这份同样内容的Word文档就变成了幻灯片的模样！
这是件激动人心的事情。这意味着，我们以后只需专注这一份R文档就行了。需要Word报告就可以出报告，需要幻灯片就出幻灯片，并且内容都高度一致。
办公世界的纷乱就此平息。
当然，尺有所短，寸有所长，每个软件都有自己的优势。我们暂时无法用R像Excel那样展示绚丽多姿的表格，也无法做出ppt复杂的动画效果。所以，我们没必要厚此薄彼，只需认清他们的长处，为我所用便是了。
事实上，等我们学了第9章之后，这些看似不足的问题也会迎刃而解。我们甚至在将来学会字符和文件操作后，利用循环函数和分支函数，自动批量生成多个Word文档和PPT幻灯片。
7.4 课外活动：丰富多彩的幻灯片
做报告（presentation）时使用幻灯片（slides）早已成为标配24 。幻灯片不等于 Powerpoint， 当然也不等于 Keynote。很多软件都可以用来做幻灯片。例如，跟 Powerpoint 最接近的有免费的 WPS 和 Openoffice，模样接近但原理迥异的有 Beamer 和deck.js ，形式和风格大相径庭的有 Prezi 和 ipresst，也有人用思维导图来演示，甚至有人仅用“记事本”就可以把自己的想法说清楚。
对于幻灯片的制作，R 语言有多种解决方案。上网搜搜看，都有哪些有趣的方法，有哪些 具有独特的优势。
不要被困在 Powerpoint 的牢笼里。打开R的窗户，尽是自由天地。
当然也有例外，拜罗伊特大学微气象学系答辩要求使用的是打印海报，大气化学系则是要求黑板+粉笔。↩