R语言矩阵

发布于 2016-01-02 09:41:37 | 596 次阅读 | 评论: 0 | 来源: 网络整理

矩阵是元素布置成二维矩形布局的R对象。 它们包含相同原子类型的元素。尽管我们可以创建只包含字符或只逻辑值的矩阵，但是它们没有多大用处。我们使用的是在数学计算中含有数字元素矩阵。

使用 matrix()函数创建一个矩阵。

语法

R语言中创建矩阵的基本语法是：

matrix(data, nrow, ncol, byrow, dimnames)

以下是所使用的参数的说明：

• data - 是这成为矩阵的数据元素输入向量。
• nrow - 是要创建的行数。
• ncol - 要被创建的列的数目。
• byrow - 是一个合乎逻辑。如果为True，那么输入向量元素在安排的行。
• dimname - 是分配给行和列名称。

示例

创建矩阵取向量的数量作为输入

# Elements are arranged sequentially by row.
M <- matrix(c(3:14), nrow=4, byrow=TRUE)
print(M)

# Elements are arranged sequentially by column.
N <- matrix(c(3:14), nrow=4, byrow=FALSE)
print(N)

# Define the column and row names.
rownames = c("row1", "row2", "row3", "row4")
colnames = c("col1", "col2", "col3")

P <- matrix(c(3:14), nrow=4, byrow=TRUE, dimnames=list(rownames, colnames))
print(P)

当我们上面的代码执行时，它产生以下结果：

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3    4    5
[2,]    6    7    8
[3,]    9   10   11
[4,]   12   13   14
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3    7   11
[2,]    4    8   12
[3,]    5    9   13
[4,]    6   10   14
     col1 col2 col3
row1    3    4    5
row2    6    7    8
row3    9   10   11
row4   12   13   14

访问矩阵的元素

矩阵的元素可以通过使用元素的列和行索引来访问。我们考虑矩阵P上面找到具体内容如下。

# Define the column and row names.
rownames = c("row1", "row2", "row3", "row4")
colnames = c("col1", "col2", "col3")

# Create the matrix.
P <- matrix(c(3:14), nrow=4, byrow=TRUE, dimnames=list(rownames, colnames))

# Access the element at 3rd column and 1st row.
print(P[1,3])

# Access the element at 2nd column and 4th row.
print(P[4,2])

# Access only the  2nd row.
print(P[2,])

# Access only the 3rd column.
print(P[,3])

当我们上面的代码执行时，它产生以下结果：

[1] 5
[1] 13
col1 col2 col3 
   6    7    8 
row1 row2 row3 row4 
   5    8   11   14 

矩阵计算

各种数学操作是在使用R运算矩阵执行。该操作的结果也是一个矩阵。

大小（行和列的数目）应与参与操作的矩阵相同。

矩阵加法和减法

# Create two 2x3 matrices.
matrix1 <- matrix(c(3, 9, -1, 4, 2, 6), nrow=2)
print(matrix1)

matrix2 <- matrix(c(5, 2, 0, 9, 3, 4), nrow=2)
print(matrix2)

# Add the matrices.
result <- matrix1 + matrix2
cat("Result of addition","n")
print(result)

# Subtract the matrices
result <- matrix1 - matrix2
cat("Result of subtraction","n")
print(result)

当我们上面的代码执行时，它产生以下结果：

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3   -1    2
[2,]    9    4    6
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    5    0    3
[2,]    2    9    4
Result of addition 
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    8   -1    5
[2,]   11   13   10
Result of subtraction 
     [,1] [,2] [,3]
[1,]   -2   -1   -1
[2,]    7   -5    2

矩阵乘法和除法

# Create two 2x3 matrices.
matrix1 <- matrix(c(3, 9, -1, 4, 2, 6), nrow=2)
print(matrix1)

matrix2 <- matrix(c(5, 2, 0, 9, 3, 4), nrow=2)
print(matrix2)

# Multiply the matrices.
result <- matrix1 * matrix2
cat("Result of multiplication","n")
print(result)

# Divide the matrices
result <- matrix1 / matrix2
cat("Result of division","n")
print(result)

当我们上面的代码执行时，它产生以下结果：

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    3   -1    2
[2,]    9    4    6
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    5    0    3
[2,]    2    9    4
Result of multiplication 
     [,1] [,2] [,3]
[1,]   15    0    6
[2,]   18   36   24
Result of division 
     [,1]      [,2]      [,3]
[1,]  0.6      -Inf 0.6666667
[2,]  4.5 0.4444444 1.5000000