R 语言 - 矩阵

矩阵是具有列和行的二维数据集。其中，列是数据的垂直表示，而行是数据的水平表示。

在 R 语言中，矩阵是其中元素以二维矩形布局排列的对象，其本质上仍是向量。因此，所有能对向量进行的操作，对矩阵都适用，对向量的限制，对矩阵也都适用，比如要求所有元素必须是同一类型。

创建矩阵

矩阵可通过使用 matrix() 函数来创建，参数 nrow 和 ncol 可用于指定矩阵的行数和列数。

# Create a matrix
thismatrix <- matrix(c(1,2,3,4,5,6), nrow = 3, ncol = 2)

# Print the matrix
thismatrix

注意：请记住 c() 函数用于将子项连接在一起。

除了使用数字，你还可以创建一个带有字符串的矩阵，例如：

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange"), nrow = 2, ncol = 2)

thismatrix

结果为

> thismatrix
     [,1]     [,2]    
[1,] "apple"  "cherry"
[2,] "banana" "orange"

访问矩阵项

你可以使用 [] 括号访问这些项目。括号中的第一个数字“1”指定行位置，而第二个数字“2”指定列位置：

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange"), nrow = 2, ncol = 2)

thismatrix[1, 2]

如果你在括号中的数字后指定一个逗号，则可以访问整行：

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange"), nrow = 2, ncol = 2)

thismatrix[2,]

如果你在括号中的数字前指定一个逗号，则可以访问整列：

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange"), nrow = 2, ncol = 2)

thismatrix[,2]

访问多行

可以结合 c() 函数访问多行数据。例如访问第 1 和第 2 行：

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange","grape", "pineapple", "pear", "melon", "fig"), nrow = 3, ncol = 3)

thismatrix[c(1,2),]

访问多列

可以结合 c() 函数访问多行数据。例如访问第 1 和第 2 列：

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange","grape", "pineapple", "pear", "melon", "fig"), nrow = 3, ncol = 3)

thismatrix[, c(1,2)]

添加行和列

使用 cbind() 函数在矩阵中添加额外的列：

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange","grape", "pineapple", "pear", "melon", "fig"), nrow = 3, ncol = 3)

newmatrix <- cbind(thismatrix, c("strawberry", "blueberry", "raspberry"))

# Print the new matrix
newmatrix

注意：新列中的单元格必须与现有矩阵的长度相同。

使用 rbind() 函数在矩阵中添加额外的行：

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange","grape", "pineapple", "pear", "melon", "fig"), nrow = 3, ncol = 3)

newmatrix <- rbind(thismatrix, c("strawberry", "blueberry", "raspberry"))

# Print the new matrix
newmatrix

注意：新行中的单元格必须与现有矩阵的长度相同。

删除行和列

使用 c() 函数删除矩阵中的行和列：

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange", "mango", "pineapple"), nrow = 3, ncol =2)

#Remove the first row and the first column
thismatrix <- thismatrix[-c(1), -c(1)]

thismatrix

检查矩阵项是否存在

要查明指定项是否存在于矩阵中，请使用 %in% 运算符：

例如：检查矩阵中是否存在“apple”

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange"), nrow = 2, ncol = 2)

"apple" %in% thismatrix

行数和列数

使用 dim() 函数可以获取矩阵中的行数和列数：

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange"), nrow = 2, ncol = 2)

dim(thismatrix)

矩阵大小

使用 length() 函数计算矩阵的维数（Dimension）：

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange"), nrow = 2, ncol = 2)

length(thismatrix)

矩阵中的总单元格等于行数乘以列数。

在上面的示例中：矩阵的维数 = 2*2 = 4。

遍历矩阵

你可以使用 for 循环遍历矩阵。循环将从第一行开始，向右移动。

示例：遍历矩阵项并打印它们

thismatrix <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "orange"), nrow = 2, ncol = 2)

for (rows in 1:nrow(thismatrix)) {
  for (columns in 1:ncol(thismatrix)) {
    print(thismatrix[rows, columns])
  }
}

合并矩阵

你可以使用 rbind() 或 cbind() 函数将两个或多个矩阵组合在一起，例如：

# Combine matrices
Matrix1 <- matrix(c("apple", "banana", "cherry", "grape"), nrow = 2, ncol = 2)
Matrix2 <- matrix(c("orange", "mango", "pineapple", "watermelon"), nrow = 2, ncol = 2)

# Adding it as a rows
Matrix_Combined <- rbind(Matrix1, Matrix2)
Matrix_Combined

# Adding it as a columns
Matrix_Combined <- cbind(Matrix1, Matrix2)
Matrix_Combined