R - เมทริกซ์
เมทริกซ์คือวัตถุ R ที่องค์ประกอบต่างๆถูกจัดเรียงในรูปแบบสี่เหลี่ยมสองมิติ ประกอบด้วยองค์ประกอบของอะตอมประเภทเดียวกัน แม้ว่าเราสามารถสร้างเมทริกซ์ที่มีเพียงอักขระหรือเฉพาะค่าตรรกะ แต่ก็ไม่ได้ใช้ประโยชน์มากนัก เราใช้เมทริกซ์ที่มีองค์ประกอบตัวเลขเพื่อใช้ในการคำนวณทางคณิตศาสตร์
เมทริกซ์ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ matrix() ฟังก์ชัน
ไวยากรณ์
ไวยากรณ์พื้นฐานสำหรับการสร้างเมทริกซ์ใน R คือ -
matrix(data, nrow, ncol, byrow, dimnames)
ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายของพารามิเตอร์ที่ใช้ -
data คือเวกเตอร์อินพุตซึ่งกลายเป็นองค์ประกอบข้อมูลของเมทริกซ์
nrow คือจำนวนแถวที่จะสร้าง
ncol คือจำนวนคอลัมน์ที่จะสร้าง
byrowเป็นเงื่อนงำเชิงตรรกะ ถ้าเป็น TRUE องค์ประกอบเวกเตอร์อินพุตจะถูกจัดเรียงตามแถว
dimname คือชื่อที่กำหนดให้กับแถวและคอลัมน์
ตัวอย่าง
สร้างเมทริกซ์โดยใช้เวกเตอร์ของตัวเลขเป็นอินพุต
# 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)
เมื่อเรารันโค้ดด้านบนจะให้ผลลัพธ์ดังนี้ -
[,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
การเข้าถึงองค์ประกอบของเมทริกซ์
องค์ประกอบของเมทริกซ์สามารถเข้าถึงได้โดยใช้ดัชนีคอลัมน์และแถวขององค์ประกอบ เราพิจารณาเมทริกซ์ P ด้านบนเพื่อค้นหาองค์ประกอบเฉพาะด้านล่าง
# 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])
เมื่อเรารันโค้ดด้านบนจะให้ผลลัพธ์ดังนี้ -
[1] 5
[1] 13
col1 col2 col3
6 7 8
row1 row2 row3 row4
5 8 11 14
การคำนวณเมทริกซ์
การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ต่างๆจะดำเนินการกับเมทริกซ์โดยใช้ตัวดำเนินการ R ผลลัพธ์ของการดำเนินการยังเป็นเมทริกซ์
มิติข้อมูล (จำนวนแถวและคอลัมน์) ควรเหมือนกันสำหรับเมทริกซ์ที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินการ
การบวกและการลบเมทริกซ์
# 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)
เมื่อเรารันโค้ดด้านบนจะให้ผลลัพธ์ดังนี้ -
[,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
การคูณและการหารเมทริกซ์
# 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)
เมื่อเรารันโค้ดด้านบนจะให้ผลลัพธ์ดังนี้ -
[,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