R语言 矩阵

2020-07-01  176

矩阵

矩阵是一个有m行n列的二维数组。换句话说，矩阵是具有相同数据类型的两个或多个向量的组合。

注意:可以用R创建超过两个维度的数组。

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如何在R中创建矩阵

可以使用函数matrix()创建一个矩阵。这个函数有三个参数:

matrix(data, nrow, ncol, byrow = FALSE)

参数

参数	描述
data	元素的集合，R将它们分配到行和列。
nrow	行数
ncol	列数
byrow	从左到右填充行。如果我们想要矩阵被列填充，也就是说，值被从上到下填充，则使用’ byrow = FALSE ‘(默认值)。

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让我们构造两个从1到10的数字序列的5×2矩阵，一个是byrow = TRUE，另一个是byrow = FALSE，以查看差异。

matrix_a <-matrix(1:10, byrow = TRUE, nrow = 5)
matrix_a

使用dim()打印矩阵维度：

dim(matrix_a)
## [1] 5 2

构造一个5行矩阵，其中包含数字1到10，并且byrow = FALSE：

matrix_b <-matrix(1:10, byrow = FALSE, nrow = 5)
matrix_b

使用命令：

matrix_b <-matrix(1:10, byrow = FALSE, ncol = 2)

将产生与上面相同的效果。

再看一个例子：用ncol创建一个4x3矩阵。R将创建3列并从上到下填充行：

matrix_c <-matrix(1:12, byrow = FALSE, ncol = 3)
matrix_c
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    5    9
[2,]    2    6   10
[3,]    3    7   11
[4,]    4    8   12

> dim(matrix_c) # 查看维度
[1] 4 3

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用cbind()将列添加到矩阵中

cbind()表示列绑定。cbind()可以连接指定的任意多的矩阵或列。例如，前面的示例创建了一个5x2矩阵。我们将第三列连接起来，验证维度为5x3:

将c(1:5)连接到matrix_a:

matrix_a1 <- cbind(matrix_a, c(1:5))

dim(matrix_a1)
[1] 5 3        #检查维度

matrix_a1      #输出新的矩阵

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连接矩阵

我们还可以添加多个列，实际上就是两个矩阵的拼接。让我们看看矩阵a2的下一个数列。新矩阵的维数为4x6，数值从1到24：

matrix_a2 <-matrix(13:24, byrow = FALSE, ncol = 3)
matrix_c <-matrix(1:12, byrow = FALSE, ncol = 3)		
matrix_d <- cbind(matrix_a2, matrix_c)
dim(matrix_d)
[1] 4 6

> matrix_d
     [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6]
[1,]   13   17   21    1    5    9
[2,]   14   18   22    2    6   10
[3,]   15   19   23    3    7   11
[4,]   16   20   24    4    8   12

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矩阵添加行

cbind()连接列，rbind()追加行。让我们在矩阵c中加入一行来验证它的维数是5x3：

matrix_c <-matrix(1:12, byrow = FALSE, ncol = 3)
add_row <- c(1:3)
matrix_c <- rbind(matrix_c, add_row)

dim(matrix_c)  # 查看维度

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矩阵切片

我们可以使用方括号[]从一个矩阵中选择一个或多个元素。这就是切片的作用。

应用举例：

语法	描述
matrix_c[1,2]	选择位于第一行和第二列的元素。
matrix_c[1:3,2:3]	生成一个矩阵，其中的数据位于第1、2、3行和第2、3列，
matrix_c[,1]	选择第一列的所有元素。
matrix_c[1,]	选择第一行的所有元素。

下面是上述代码的输出:

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