R 矩阵

矩阵是其中元素以二维矩形布局布置的R对象。 它们包含相同原子类型的元素。 虽然我们可以创建一个只包含字符或只包含逻辑值的矩阵，但它们没有太多用处。 我们使用包含数字元素的矩阵用于数学计算。

使用matrix()函数创建一个矩阵。

语法

在R语言中创建矩阵的基本语法

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

以下是所使用的参数的说明

  • 数据是成为矩阵的数据元素的输入向量。

  • nrow是要创建的行数。

  • ncol是要创建的列数。

  • byrow是一个逻辑线索。 如果为TRUE，则输入向量元素按行排列。

  • dimname是分配给行和列的名称。

实例

创建一个以数字向量作为输入的矩阵

  1. # Elements are arranged sequentially by row.
  2. M <- matrix(c(3:14), nrow = 4, byrow = TRUE)
  3. print(M)
  5. # Elements are arranged sequentially by column.
  6. N <- matrix(c(3:14), nrow = 4, byrow = FALSE)
  7. print(N)
  9. # Define the column and row names.
  10. rownames = c("row1", "row2", "row3", "row4")
  11. colnames = c("col1", "col2", "col3")
  13. P <- matrix(c(3:14), nrow = 4, byrow = TRUE, dimnames = list(rownames, colnames))
  14. print(P)

当我们执行上面的代码，它产生以下结果：

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

访问矩阵的元素

可以通过使用元素的列和行索引来访问矩阵的元素。 我们考虑上面的矩阵P找到下面的具体元素。 

  1. # Define the column and row names.
  2. rownames = c("row1", "row2", "row3", "row4")
  3. colnames = c("col1", "col2", "col3")
  5. # Create the matrix.
  6. P <- matrix(c(3:14), nrow = 4, byrow = TRUE, dimnames = list(rownames, colnames))
  8. # Access the element at 3rd column and 1st row.
  9. print(P[1,3])
  11. # Access the element at 2nd column and 4th row.
  12. print(P[4,2])
  14. # Access only the  2nd row.
  15. print(P[2,])
  17. # Access only the 3rd column.
  18. print(P[,3])

当我们执行上面的代码，它产生以下结果：

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

矩阵计算

使用R运算符对矩阵执行各种数学运算。 操作的结果也是一个矩阵。对于操作中涉及的矩阵，维度（行数和列数）应该相同。

矩阵加法和减法

  1. # Create two 2x3 matrices.
  2. matrix1 <- matrix(c(3, 9, -1, 4, 2, 6), nrow = 2)
  3. print(matrix1)
  5. matrix2 <- matrix(c(5, 2, 0, 9, 3, 4), nrow = 2)
  6. print(matrix2)
  8. # Add the matrices.
  9. result <- matrix1 + matrix2
  10. cat("Result of addition","
  11. ")
  12. print(result)
  14. # Subtract the matrices
  15. result <- matrix1 - matrix2
  16. cat("Result of subtraction","
  17. ")
  18. print(result)

当我们执行上面的代码，它产生以下结果：

  1.      [,1] [,2] [,3]
  2. [1,]    3   -1    2
  3. [2,]    9    4    6
  4.      [,1] [,2] [,3]
  5. [1,]    5    0    3
  6. [2,]    2    9    4
  7. Result of addition 
  8.      [,1] [,2] [,3]
  9. [1,]    8   -1    5
  10. [2,]   11   13   10
  11. Result of subtraction 
  12.      [,1] [,2] [,3]
  13. [1,]   -2   -1   -1
  14. [2,]    7   -5    2

矩阵乘法和除法

  1. # Create two 2x3 matrices.
  2. matrix1 <- matrix(c(3, 9, -1, 4, 2, 6), nrow = 2)
  3. print(matrix1)
  5. matrix2 <- matrix(c(5, 2, 0, 9, 3, 4), nrow = 2)
  6. print(matrix2)
  8. # Multiply the matrices.
  9. result <- matrix1 * matrix2
  10. cat("Result of multiplication","
  11. ")
  12. print(result)
  14. # Divide the matrices
  15. result <- matrix1 / matrix2
  16. cat("Result of division","
  17. ")
  18. print(result)

当我们执行上面的代码，它产生以下结果：

  1.      [,1] [,2] [,3]
  2. [1,]    3   -1    2
  3. [2,]    9    4    6
  4.      [,1] [,2] [,3]
  5. [1,]    5    0    3
  6. [2,]    2    9    4
  7. Result of multiplication 
  8.      [,1] [,2] [,3]
  9. [1,]   15    0    6
  10. [2,]   18   36   24
  11. Result of division 
  12.      [,1]      [,2]      [,3]
  13. [1,]  0.6      -Inf 0.6666667
  14. [2,]  4.5 0.4444444 1.5000000