R语言初级教程(15): 矩阵(下篇)

Python016

R语言初级教程(15): 矩阵(下篇),第1张

这是最后一篇讲解有关矩阵操作的博客,介绍有关矩阵的函数,主要有 rowSums() , colSums() , rowMeans() , colMeans() , apply() , rbind() , cbind() , row() , col() , rowsum() , aggregate() , sweep() , max.col() 。

下面通过例子来了解这些函数的用法:

我们知道,通过下标索引 [i, j] 可以访问矩阵的某一部分,索引如果没有提供意味着“所有行”或“所有列”。来看个例子,比如:

在R中,可以用一些特殊的函数来进行矩阵的行、列计算。来看些例子:

上述矩阵的行、列计算,还可以使用 apply() 函数来实现。 apply() 函数的原型为 apply(X, MARGIN, FUN, ...) ,其中: X 为矩阵或数组; MARGIN 用来指定是对行运算还是对列运算, MARGIN=1 表示对行运算, MARGIN=2 表示对列运算; FUN 用来指定运算函数; ... 用来指定 FUN 中需要的其它参数。来看些例子:

用 apply() 函数来实现上面的例子

apply() 函数功能很强大,我们可以对矩阵的行或列进行其它运算,例如:

如果矩阵存在 NA 值,可通过设置 na.rm=TRUE 来忽略 NA 值,然后再计算。比如:

甚至我们还可以自定义运算函数,来看个例子:

在R中, rbind() 和 cbind() 函数可分别为矩阵添加行和列,来看一个例子:

在R中, row() 和 col() 函数将分别返回元素的行和列下标矩阵,来看个例子:

通过这两个函数,可以获取矩阵的对角元素以及上下三角矩阵,例如:

有时,你可能需要对每行进行分组,然后组内每列求和。在R中可以用 rowsum() 函数来解决,而且效率也非常高。先看个例子:

你也可以用 aggregate() 函数获得类似结果:

有人就会问“为啥没有列分组求和的操作?”,其实你可以先将矩阵转置,然后行分组求和;这两步就等同于列分组求和。

sweep() 函数的原型为 sweep(x, MARGIN, STATS, FUN = "-", check.margin = TRUE, ...) ,其中: x 为矩阵或数组; MARGIN 用来指定是对行运算还是对列运算, MARGIN=1 表示对行运算, MARGIN=2 表示对列运算; STATS 表示想要清除的统计量; FUN 用来指定运算函数,默认为减法 - ; check.margin 用来核实 x 的维度是否与 STATS 的匹配,如果事先知道它们匹配的话,将其设为 FALSE 将提高运算速度; ... 用来指定 FUN 中需要的其它参数。来看些例子:

事实上,通过改变 FUN 参数的具体形式或自定义函数, sweep() 函数可以实现很多不同操作,这里就不细讲了。

max.col() 函数返回矩阵每行最大值所在的列位置(即列下标),其原型为 max.col(m, ties.method = c("random", "first", "last")) ,其中: m 为矩阵;当存在多个最大值时, ties.method 指定用哪种方式来处理这种情况,默认为"random"(随机),"first"指使用第一个最大值,"last"指使用最后一个最大值。来看个官网例子:

我们也可以结合 apply() 和 which.max() 函数来实现 max.col(mm, 'first') 。看个例子,

R矩阵的最后一部分内容就讲到这。

如若有遗漏,后期将会添加至本博客。

R语言教程是指导使用R语言的手册,用于统计分析,图形表示和报告的编程语言和软件环境。

R语言由Ross Ihaka和Robert Gentleman在新西兰奥克兰大学创建,目前由R语言开发核心团队开发。R语言在GNU通用公共许可证下免费提供,并为各种操作系统(如Linux,Windows和Mac)提供预编译的二进制版本。

这种编程语言被命名为R语言,基于两个R语言作者的名字的第一个字母(Robert Gentleman和Ross Ihaka),并且部分是贝尔实验室语言S的名称。

适用人群

本教程是为期待使用R编程开发统计软件的软件程序员,统计学家和数据挖掘者设计的。如果你试图理解R编程语言作为一个初学者,本教程将给你足够的了解语言的几乎所有的概念,从那里你可以把自己的更高水平的专业知识。

学习前提

在继续学习本教程之前,您应该基本了解计算机编程术语。对任何编程语言的基本理解将帮助您理解R语言编程概念,并在学习轨道上快速移动。

首先R是一种专业性很强的统计语言,如果想学得快一些的话,基本的统计学知识要懂,不然很多东西会掌握的比较慢。

掌握基本语法和操作,推荐国内的已经翻译的比如《R语言实战》《R语言编程艺术》,这个过程中最好结合一些小例子来做一些分析的东西。其他还有《R语言实例》《R语言核心技术手册》也都是很好的书!如果需要可视化的话,强烈不推荐学习R本身的作图系统,实在是太不友好了.....还是用ggplot2吧。

掌握了上面的,就可以深入一些了,如果是做数据分析和可视化,推荐《ggplot2:数据分析与图形艺术》,这个才是作图的神器啊.....如果是空间分析相关的,推荐《Applied Spatial Data Analysis with R》,这个如果可以的话看英文版,而且要有地学的一些知识背景,中文版翻译的太次了,尽量不要看。数据挖掘机器学习之类的,可以看看比如《数据挖掘与R语言》、《机器学习——实用案例解析》,不过我觉得这几本书没上面的那几本好,但是可以大概看看是咋回事,最好还是看看专门的相关书籍,熟悉各种算法和流程,到时候搜索R的package,照着文档和例子搞定,不是特别难。

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总之,你可以从《R语言实战》开始出发吧!