R-行列

行列は、要素が2次元の長方形のレイアウトに配置されたRオブジェクトです。それらには同じ原子タイプの要素が含まれています。文字のみまたは論理値のみを含む行列を作成できますが、それらはあまり役に立ちません。数学計算で使用する数値要素を含む行列を使用します。

マトリックスは、 matrix() 関数。

構文

Rで行列を作成するための基本的な構文は次のとおりです。

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

以下は、使用されるパラメーターの説明です-

data は、行列のデータ要素となる入力ベクトルです。
nrow 作成される行の数です。
ncol 作成する列の数です。
byrow論理的な手がかりです。TRUEの場合、入力ベクトル要素は行ごとに配置されます。
dimname 行と列に割り当てられた名前です。

例

数値のベクトルを入力として取る行列を作成します。

# 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)

上記のコードを実行すると、次の結果が生成されます-

[,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

マトリックスの要素へのアクセス

行列の要素には、要素の列と行のインデックスを使用してアクセスできます。上記の行列Pを考慮して、以下の特定の要素を見つけます。

# 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])

上記のコードを実行すると、次の結果が生成されます-

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

マトリックス計算

R演算子を使用して、行列に対してさまざまな数学演算が実行されます。操作の結果も行列になります。

次元（行と列の数）は、操作に関係する行列で同じである必要があります。

行列の加算と減算

# 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)

上記のコードを実行すると、次の結果が生成されます-

[,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

行列の乗算と除算

# 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)

上記のコードを実行すると、次の結果が生成されます-

[,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