R语言编程艺术#02#矩阵（matrix）和数组（array）-优快云博客

本文详细介绍了R语言中的矩阵和数组操作。包括矩阵的创建、赋值、运算，以及数组的多维特性。讲解了apply()函数的应用，并讨论了如何处理异常值。此外，还对比了向量和矩阵的差异，并提到了如何避免意外降维。最后，探讨了高维数组在统计学中的应用场景。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

矩阵（matrix）是一种特殊的向量，包含两个附加的属性：行数和列数。所以矩阵也是和向量一样，有模式（数据类型）的概念。（但反过来，向量却不能看作是只有一列或一行的矩阵。

数组（array）是R里更一般的对象，矩阵是数组的一个特殊情形。数组可以是多维的。例如：一个三维数组可以包含行、列和层（layer），而一个矩阵只有行和列两个维度

1、创建矩阵

矩阵的行和列的下标都是从1开始，如：矩阵a左上角的元素记作a[1,1]。矩阵在R中是按列存储的，也就是说先存储第一列，再存储第二列，以此类推。

> y <- matrix(c(1,2,3,4),nrow=2,ncol=2)
> y
     [,1] [,2]
[1,]    1    3
[2,]    2    4
> y <- matrix(c(1,2,3,4),nrow=2)
> y
     [,1] [,2]
[1,]    1    3
[2,]    2    4
> #按列输出
> y[,2]  #输出第二列
[1] 3 4
>

为矩阵中的元素赋值

> y <- matrix(nrow = 2,ncol = 2)
> y
     [,1] [,2]
[1,]   NA   NA
[2,]   NA   NA
> y[1,1] <- 1
> y[2,1] <- 2
> y[1,2] <- 3
> y[2,2] <-4
> y
     [,1] [,2]
[1,]    1    3
[2,]    2    4
>

>#与上面的代码效果相同
> y <- matrix(c(1,2,3,4),nrow = 2)
> y
     [,1] [,2]
[1,]    1    3
[2,]    2    4
>

默认在R中矩阵是以列进行存储的，但通过byrow = T，参数可以将矩阵进行按行存储

> y <- matrix(c(1,2,3,4),nrow = 2, byrow = T)
> y
     [,1] [,2]
[1,]    1    2
[2,]    3    4
>

2、一般矩阵运算

常用的矩阵运算：线性代数运算、矩阵索引、矩阵元素筛选

　　#线性代数运算

线性代数运算包括：矩阵相乘、矩阵数量乘法、矩阵加法等

> y <- matrix(c(1,2,3,4),nrow = 2)
> y
     [,1] [,2]
[1,]    1    3
[2,]    2    4
> y %*% y #矩阵相乘
     [,1] [,2]
[1,]    7   15
[2,]   10   22
> 3*y     #矩阵数量乘法
     [,1] [,2]
[1,]    3    9
[2,]    6   12
> y+y     #矩阵加法
     [,1] [,2]
[1,]    2    6
[2,]    4    8
>

　　#矩阵索引

> z <- matrix(c(1,2,3,4,1,1,0,0,1,0,1,0),nrow = 4)
> z
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    1    1
[2,]    2    1    0
[3,]    3    0    1
[4,]    4    0    0
> z[,2:3]    #提取z中第2、3更
     [,1] [,2]
[1,]    1    1
[2,]    1    0
[3,]    0    1
[4,]    0    0
>

给矩阵赋值　

> z
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    1    1
[2,]    2    1    0
[3,]    3    0    1
[4,]    4    0    0
> z[c(1,3),] <-matrix(c(1,1,8,12,16,20),nrow = 2)   #给z1，3行进行赋新值
> z
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    8   16
[2,]    2    1    0
[3,]    1   12   20
[4,]    4    0    0
>

利用行号负值，移除行或列

> y <- matrix(c(1,2,3,4,5,6),nrow = 3)
> y
     [,1] [,2]
[1,]    1    4
[2,]    2    5
[3,]    3    6
> y[-2,]      #移除第2行
     [,1] [,2]
[1,]    1    4
[2,]    3    6
> y[,-2]      #移除第2列
[1] 1 2 3
>

　　#矩阵元素筛选