9 Введение в `quarto`

quarto — это публикационная система с открытым исходным кодом, которая имеет очень хорошую интеграцию с R и RStudio и является продолжением важнейшего для R-комьюнити пакета rmarkdown. quarto позволяет делать документы, презентации, веб-страницы и большие сайты, а в связке с пакетом shiny еще и интерактивные приложения. Все это делается в едином формате, который позволяет интегрировать код на R, Python, Julia, Observable и некоторые другие. Такая интеграция позволяет делать интерактивные документы и веб-сайты, в которых всё — графики, таблицы и списки литературы — обновляются одним нажатием кнопки на основе обновленных данных. Также создатели quarto снабдили его подробнейшим сайтом с материалами, объясняющими самые разные аспекты создания документов в quarto. Кроме того, рекомендую следующие видео Мине Четинкая-Рандел:

quarto-документы по своей сути сильно напоминают jupyter-ноутбуки. Jupyter-ноутбуки тоже представляют собой фрагменты кода перемешанные с markdown разметкой, в которых каждый фрагмент кода можно при желании запустить. Отличие заключается в том, что quarto-документы хотя и предоставляют запустить каждый фрагмент в текущей сессии, однако чаще всего их компилируют от начала до конца в новой сессии (т. е. переменные, которые пользователь создал в текущей сессии никак не влияют на результат). В R тоже есть ноутбуки (File > New File > R Notebook).

9.1 Установка `quarto`

Для установки quarto нужно скачать установщик с этой страницы, а в RStudio следует установить пакет quarto:

install.packages("quarto")

После этого можно пойти в меню Rstudio File > New File > Quarto Document или ткнуть на крайне левую иконку New File и выбрать из выпадающего списка Quarto Document. После этого откроется окошко, где можно набрать заголовок и автора документа. Эти поля можно не заполнять, а исправить потом в самом документе.

9.2 Режимы Source / Visual

В публикационных системах достаточно давно есть противостояние между разными системами. Одни обычно описывают акронимом WYSIWYG (what you see is what you get). В них пользователь набирает и редактирует документ в том виде, в каком он потом, согласно ожиданиям пользователя, будет напечатан или отображен. В качестве примеров такой системы можно привести распространенные редакторы MS Word, LibreOffice или облачные Google Documents. Альтернативой являются компилируемые системы, в которых документ создается при помощи некоторых стандартизованных кодовых вставок, которые кодируют желаемое форматирование для компилятора. Примером такой системы является \(\LaTeX\), Markdown и другие. Изначально система Rmarkdown предполагала создание документов второго рода, однако при разработке quarto в RStudio была добавлена WYSIWYG панель. Между панелями можно переключаться кнопками Source и Visual в левом верхнем углу. Мы в наших материалах будем использовать вкладку Source. Важно отметить, что несмотря на WYSIWYG вкладку, документы все равно нужно компилировать нажатием кнопки Render с синей стрелочкой. Некоторые операции сильно удобнее делать в WYSIWYG вкладке, например, вставлять символы и эмодзи, редактировать таблицы и много другое, — все это изложено в отдельном разделе документации quarto.

9.3 Структура `quarto`-документов

Стандартное расширение quarto-документов — .qmd. Все quarto-документы могут содержать один из трех элементов:

расширенную markdown-разметку при помощи которой пишутся текстовые блоки
фрагменты кода (в том числе и на языках отличных от R)
yaml-шапка, в которой хранится основные метаданные и настройки документа. Начало и конец yaml-шапки отделены тремя минусами ---.

Далее мы рассмотрим все эти элементы.

9.4 Расширенная markdown-разметка

Вот примеры форматирования текста.

markdown-разметка	Результат
`# Заголовок 1 уровня`	Заголовок 1 уровня
`## Заголовок 2 уровня`	Заголовок 2 уровня
`### Заголовок 3 уровня`	Заголовок 3 уровня
`#### Заголовок 1 уровня`	Заголовок 4 уровня
`##### Заголовок 5 уровня`	Заголовок 5 уровня
`###### Заголовок 6 уровня`	Заголовок 6 уровня
`курсив, полужирный, *полужирный курсив*`	курсив, полужирный, *полужирный курсив*
`верхний индекс^2^ / нижний индекс~2~`	верхний индекс² / нижний индекс₂
`~~вычеркивание~~`	~~вычеркивание~~
`фрагмент кода`	`фрагмент кода`
`ссылка <https://lib.ru/>`	ссылка https://lib.ru/
`[другая ссылка](https://lib.ru/)`	другая ссылка
`[подчеркивание]{.underline}`	подчеркивание
`[малые прописные]{.smallcaps}`	малые прописные
`- список - элементов - вложенный список - из двух элементов - еще элемент`	список элементов вложенный список из двух элементов еще элемент
`- [ ] список - [x] задач`	список задач
`> Отдельный блок для длинных цитат`	Отдельный блок для длинных цитат
`Сноска[^1] и еще одна с названием[^mynote]. [^1]: Это текст первой сноски. [^mynote]: Сноски не обязательно нумеровать!`	Сноска¹ и еще одна с названием².

В quarto для вставки формул используется код . Фрагменты формулы, которые на отдельной строке нужно вводить в двойных знаках доллара:

$$Z(\lambda) = \int_{\mathcal{C_x}} dz g(z) e^{-\frac{f(x)}{\lambda}}$$

\[Z(\lambda) = \int_{\mathcal{C_x}} dz g(z) e^{-\frac{f(x)}{\lambda}}\]

Формулы внутри текста следует вводить в одинарных знаках доллара:

Вот строка, в ней есть формула $\int_{\mathcal{C_x}} dz g(z) e^{-\frac{f(x)}{\lambda}}$

Вот строка, в ней есть формула \(\int_{\mathcal{C_x}} dz g(z) e^{-\frac{f(x)}{\lambda}}\)

9.5 Вставка изображений и графиков

Стандартный синтаксис для вставки внешних изображений выглядит так ![заголовок](путь/к/изображению.png).

![](images/photo_1.jpg)

Размер вставялемого изображения можно изменить:

![цветы в снегу](images/photo_1.jpg){width="80%"}

Можно прижать к правому краю:

![цветы в снегу](images/photo_1.jpg){width="80%" fig-align="right"}

Изображения можно комбинировать вместе. Для этого следует создать окружение при помощи :::. В фигурных скобках содержится ключ для ссылки на изображение, к которой потом можно обращаться и аргумент layout-ncol="2". В фигурных скобках после конкретных изображений вставлены ключи для ссылки на отдельные подрисунки.

::: {#fig-pictures layout-ncol="2"}
![цветы в снегу](images/photo_1.jpg){#fig-flowers}

![листья](images/photo_2.jpg){#fig-leafs}

Фотографии
:::

Теперь мы можем сослаться на изображение Рисунок 9.2 и отдельные подрисунки Рисунок 9.2 (b) и Рисунок 9.2 (a). Как видно, ссылки оформляются при помощи знака собаки. Ключ рисунков должен начинаться с @fig- (аналогичные правила действуют и для других объектов: @sec- для разделов, @tbl- для таблиц). Первое предложение данного абзаца сделано при помощи следующего фрагмента расширенной markdown-разметки:

Теперь мы можем сослаться на изображение @fig-pictures и отдельные подрисунки @fig-leafs и @fig-flowers.

Для вставки изображения, которое генерируется при помощи кода, можно использовать фрагмент кода (см. раздел Раздел 9.8 ниже). Аргументы фрагмента кода добавляют при помощи #|, так что добавим аргумент fig-cap, который отвечает за подпись к графику, и аргумент label, который содержит ключ для ссылки:

```{r}
#| fig-cap: "Наш код на R"
#| label: "fig-code_r"

library(tidyverse)
mtcars |> 
  ggplot(aes(mpg,drat))+
  geom_point()
```

Попробуем сослаться на Рисунок 9.3 (код ссылки такой же, как и выше: @fig-code_r).

9.6 Вставка таблиц

Для вставки таблиц в quarto используется стандартный в markdown pipe table syntax (знак | часто называют pipe — аналог конвейера). Подпись вставляют, поставив двоеточие. Выравнивание регулируется позицией двоеточия в разделителе заголовка и тела таблицы:

| по умолчанию | слева | справа | по центру |
|--------------|:------|-------:|:---------:|
| йц           | ук    | ке     | нг        |
| фыв          | апр   | олд    | джэ       |
| я            | ч     | с      | м         |

: Таблицы в markdown

Таблицы в markdown
по умолчанию	слева	справа	по центру
йц	ук	ке	нг
фыв	апр	олд	джэ
я	ч	с	м

Создавать такие таблицы руками не очень приятно, поэтому можно посмотреть на

бесплатный Сайт Tables Generator, позволяющий преобразовать в pipe table syntax таблицу из Excel/LibreOffice Calc
кроме того, для вставки таблиц можно использовать Visual Editor quarto, который работает похожим образом.

Кроме того, после подписи (или на месте подписи) в фигурных скобках можно задать размеры столбцов:

| слева | справа | по центру |
|-------|--------|-----------|
| ук    | ке     | нг        |
| апр   | олд    | джэ       |
| ч     | с      | м         |

: Таблица с разной шириной столбцов {tbl-colwidths="[3,1,5]"}

Таблица с разной шириной столбцов
слева	справа	по центру
ук	ке	нг
апр	олд	джэ
ч	с	м

Ссылаться на таблицы, как и на картинки, можно при помощи ключа, который задается хэштегом в фигурных скобках, например, Таблица 9.1 (код ссылки: @tbl-our_table):

| слева | справа | по центру |
|-------|--------|-----------|
| яч    | см     | ит        |
| ъхз   | щшг    | нку       |
| л     | у      | ы         |

: Таблица с ссылкой {#tbl-our_table}

Таблица 9.1: Таблица со ссылкой

слева	справа	по центру
яч	см	ит
ъхз	щшг	нку
л	у	ы

Таблицы, которые генерируются при помощи кода, имеют такие же аргументы, что и графики (tbl-cap и label).

```{r}
#| tbl-cap: "Наша вторая таблица"
#| label: "tbl-our_second_table"

tibble(id = 1:26, let = letters[26:1])
```

tibble(id = 1:26, let = letters[26:1])

Таблица 9.2: Наша вторая таблица

На эту таблицу можно сослаться стандартным образом: Таблица 9.2 (код ссылки: @tbl-our_second_table).

Функционально markdown-таблицы и таблицы, которые порождены кодом, достаточно ограничены. Если есть нужда в создании таблиц с несколькими вложениями, сложным форматированием и, например, сносками, то можно обратиться к одному из следующих пакетов:

9.7 Ссылки на литературу

В quarto используется стандартная для /Pandoc система, в рамках которой библиография оформляется в виде стандартизированного файла в одном из следующих форматов: BibLaTeX (.bib) или BibTeX (.bibtex). Для того, чтобы все заработало, создадим файл reference.bib со следующим содержанием:

@article{nichols2007,
  title={What, if anything, is typology?},
  author={Nichols, Johanna},
  year={2007},
  volume={11},
  issue={1},
  pages={231--238},
  journal={Linguistic Typology},
  publisher={Walter de Gruyter}
}

@book{романова2016,
  title={Биология},
  author={Романова, Елена Михайловна and Шленкина, Татьяна Матвеевна and Шадыева, Людмила Алексеевна and Любомирова, Васелина Николаевна and Игнаткин, Денис Сергеевич and Шленкин, Константин Владимирович},
  year={2016},
  publisher={Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования}
}

После этого следует добавить в yaml-шапку следующую строчку bibliography: references.bib, а затем можно ссылаться на источники одним из следующих способов:

markdown-разметка	Результат
`В работе [@nichols2007, pp 10-15, также @романова2016]`	В работе (Nichols 2007, pp 10-15; также Романова et al. 2016)
`Джоханна Николс утвержадет ... [-@nichols2007]`	Джоханна Николс утвержадет … (2007)

В результате получатся интерактивные ссылки, а в конце еще и автоматически сгенерируется список литературы. В технических работах принято ссылаться на работы при помощи номера (например, в работе [1, 3]…). Кроме того, автоматический стиль форматирования литературы может отличаться от требований, например, ГОСТа. Обе эти задачи решает особый стилевой файл с разрешением .csl, который следует поместить в папку с проектом, добавив при этом в yaml-iапку следующую строчку: csl: ваш-файл.csl. Один из вариантов .csl файла для оформления литературы по ГОСТу можно найти здесь.

Откуда же взять наполнение файла references.bib? Есть несколько путей. Во-первых, в Google Scholar есть кнопка, позволяющая процитировать работу. При ее нажатии можно выбрать BibTex формат. Во-вторых, Visual Editor quarto позволяет залезать в разные библиографические базы данных (Crossref, DataCite, PubMed), если в меню нажать Insert > Citation.

Также важно отметить, что существует пакет bib2df, который позволяет перегонять библиографический файл в таблицу и обратно, так что создание библиографии может стать обычной задачей заполнения таблички.

library(bib2df)
bib2df("references.bib")

9.8 Фрагменты кода

В quarto-документ можно поместить фрагменты кода, которые во время компиляции будут исполнены. Обычно такие фрагменты начинаются с трех знаков машиночитаемого обратного апострофа (так на русский переводится английское Backtick — название для символа, который в английской раскладке находится над буквой ё) и названия языка в фигурных скобках: ```{r}. В меню справа есть зеленая кнопка c плюсом, которая позволяет вставлять фрагменты кода. Такого же результата можно добиться при помощи сочетания горячих клавиш: Ctrl+Alt+I.

Посчитаем на R длину в символах названий английских месяцев.

```{r}
nchar(month.name)
```

nchar(month.name)

 [1] 7 8 5 5 3 4 4 6 9 7 8 8

Посчитаем на Python квадратный корень 8.

```{python}
num = 8 
num_sqrt = num ** 0.5
print('The square root of %0.3f is %0.3f'%(num ,num_sqrt))
```

num = 8 
num_sqrt = num ** 0.5
print('The square root of %0.3f is %0.3f'%(num ,num_sqrt))

The square root of 8.000 is 2.828

Соединим строки при помощи bash.

```{bash}
name=Pushkin
year=1799
echo "$name was born in $year"
```

name=Pushkin
year=1799
echo "$name was born in $year"

Pushkin was born in 1799

Фрагменты кода могут иметь свои аргументы, которые добавляются при помощи #|. Мы видели некоторые аргументы в разделах про вставку изображений и таблиц. Вот еще некоторые важные аргументы:

echo — отвечает за то, показывать ли код

```{r}
#| echo: false
2+2
```

[1] 4

eval — отвечает за то, исполнять ли код

```{r}
#| eval: false
3+3
```

3+3

include — в случае значения true позволяет скрытно исполнить код, не показывая ни кода, ни результата его исполнения;

```{r}
#| include: false
my_var <- 42
```

Ничего не видно, но переменную my_var можно использовать в следующих фрагментах кода.

cache — позволяет закэшировать исполнение данного фрагмента кода. Это важно для фрагментов, исполнение которых занимает много времени, например, для создания больших моделей, построения графиков с большим количеством элементов и т. п.

Вставленные фрагменты кода содержат две кнопки справа, позволяющие запустить текущий фрагмент (зеленый треугольник) и все фрагменты кода до текущего фрагмента (серый треугольник):

9.9 `yaml`-шапка

Основные параметры документа хранятся в yaml-шапке. YAML — это язык разметки, который используют для конфигурационных файлов. Важно про него понимать, что это списочный формат хранения данных, который чувствителен к отступам³ (все остальное в R — нет). Перечислим некоторые полезные параметры:

format — поле, которое позволяет задать формат получившегося файла. Наиболее распространенные значения html, pdf, docx.
title — заголовок документа
subtitle — подзаголовок документа
author — автор, может быть вложенным списком, как, в примере ниже

author:
  - name: "А. О. Иванова"
    email: "aoivanova@hse.ru"
    affiliation: "НИУ ВШЭ"
  - name: "О. А. Живанова"
    affiliation: "НИУ ВШЭ"
  - name: "Б. О. Зинова"
    affiliation: "МГУ"

date — дата. Можно использовать просто today.
date-format — формат даты, я предпочитаю писать в этом аргументе D.MM.YYYY
lang — параметр языка, если написать ru, то автоматически произойдет перевод некоторых стандартных полей документа
number-sections — включает автоматическую нумерацию разделов
bibliography — файл с бибилографией
csl — путь к файлу .csl для отображения библиографии
toc — создание автоматического содержания
abstract — это поле позволяет добавить аннотацию. Ниже приведено оформление многострочной аннотации

abstract: >
  Язык программирования R дает исследователю полный набор инструментов для 
  анализа текста. На занятии мы познакомимся с некоторыми из них, такими как 
  анализ частотности, векторизация и кластеризация. Кроме того, обсудим, какие 
  научные задачи могут решаться при помощи этих методов в историко-философских 
  и историко-культурных исследованиях. Опыт программирования не требуется.

execute — поле, позволяющее задать параметры всех фрагментов кода в документе, например:

execute:
  warning: false
  fig-width: 9

df-print — важный для html документов параметр, позволяющий выбрать один из возможных способов отображения датафреймов
- default — стандартный, как в консоли;
- tibble — стандартный, как в консоли, но в формате tibble;
- kable — минималистичный вариант, подходит для всех видов документов;
- paged — интерактивная таблица, подходит для html страниц.

Это текст первой сноски.↩︎
Сноски не обязательно нумеровать!↩︎
Отступы отбиваются пробелами. Знаки табуляции недопустимы.↩︎

9.1 Установка quarto

9.2 Режимы Source / Visual

9.3 Структура quarto-документов

9.4 Расширенная markdown-разметка

Заголовок 1 уровня

Заголовок 2 уровня

Заголовок 3 уровня

Заголовок 4 уровня

Заголовок 5 уровня

Заголовок 6 уровня