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