R - Matrizen
Matrizen sind die R-Objekte, in denen die Elemente in einem zweidimensionalen rechteckigen Layout angeordnet sind. Sie enthalten Elemente derselben Atomtypen. Obwohl wir eine Matrix erstellen können, die nur Zeichen oder nur logische Werte enthält, sind sie nicht sehr nützlich. Wir verwenden Matrizen mit numerischen Elementen für mathematische Berechnungen.
Eine Matrix wird mit dem erstellt matrix() Funktion.
Syntax
Die grundlegende Syntax zum Erstellen einer Matrix in R lautet -
matrix(data, nrow, ncol, byrow, dimnames)Es folgt die Beschreibung der verwendeten Parameter -
data ist der Eingabevektor, der zu den Datenelementen der Matrix wird.
nrow ist die Anzahl der zu erstellenden Zeilen.
ncol ist die Anzahl der zu erstellenden Spalten.
byrowist ein logischer Hinweis. Wenn TRUE, sind die Eingabevektorelemente zeilenweise angeordnet.
dimname sind die Namen, die den Zeilen und Spalten zugewiesen sind.
Beispiel
Erstellen Sie eine Matrix, die einen Zahlenvektor als Eingabe verwendet.
# 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)Wenn wir den obigen Code ausführen, wird das folgende Ergebnis erzeugt:
[,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 14Zugriff auf Elemente einer Matrix
Auf Elemente einer Matrix kann über den Spalten- und Zeilenindex des Elements zugegriffen werden. Wir betrachten die Matrix P oben, um die spezifischen Elemente unten zu finden.
# 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])Wenn wir den obigen Code ausführen, wird das folgende Ergebnis erzeugt:
[1] 5
[1] 13
col1 col2 col3
6 7 8
row1 row2 row3 row4
5 8 11 14Matrixberechnungen
An den Matrizen werden unter Verwendung der R-Operatoren verschiedene mathematische Operationen ausgeführt. Das Ergebnis der Operation ist auch eine Matrix.
Die Abmessungen (Anzahl der Zeilen und Spalten) sollten für die an der Operation beteiligten Matrizen gleich sein.
Matrix Addition & Subtraktion
# 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)Wenn wir den obigen Code ausführen, wird das folgende Ergebnis erzeugt:
[,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 2Matrix Multiplikation & Division
# 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)Wenn wir den obigen Code ausführen, wird das folgende Ergebnis erzeugt:
[,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