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R语言的数据结构--矩阵

news 来源：原创 2025/7/6 13:29:22

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R语言医学数据分析实践-R语言的数据结构-CSDN博客

矩阵是一个二维数组，矩阵中的元素都具有相同的类型（数值型、字符型或逻辑型）。矩阵是一种特殊的向量，包含两个附加的属性：行数和列数。矩阵中每一行代表一条记录，而每一列代表一个属性。在医学应用中，矩阵广泛用于存储和处理医学数据，如实验数据、影像数据、生物标记物数据等。矩阵用matrix函数定义，根据保存的行数和列数对应到矩阵的元素，定义的格式如下：

matrix(data  #要创建矩阵的数据，一般为向量nrow  #行数ncol  #列数byrow = TRUE  	#若为TRUE，则按行填充矩阵；若为FALSE，则按列填充矩阵dimnames  		#用于指定行和列的名称，默认为NULL
)

matrix()函数把矩阵元素以一个向量的形式输入，用nrow和ncol规定行数和列数。默认情况下，向量元素填入矩阵的默认次序是按列填入。使用参数byrow=TRUE可以转换成按行填入。dimnames函数的第一个向量为行名，第二个向量为列名。

创建矩阵的R代码如下：

patient_height <- c(165, 172, 180)  	#创建身高向量
patient_weight <- c(60, 70, 75)     	#创建体重向量
patient_matrix <- matrix(c(patient_height, patient_weight), nrow = 3, ncol = 2, byrow = TRUE, dimnames = list(c("Patient1", "Patient2", "Patient3"),c("Height", "Weight"))) #创建三行二列的矩阵
patient_matrix    #查看创建的矩阵

代码运行结果如图2-3所示，成功创建了一个包含3个病人身高和体重数据的矩阵。

图2-3

当我们完成矩阵的创建后，如何查看矩阵的属性呢？可以使用class()函数查看数据结果类型，使用typeof()函数查看数据元素类型。矩阵有一个dim属性，内容是一个包含两个元素的向量，分别为矩阵的行数和列数。dim属性可以使用dim()函数访问，而查看数据元素个数则使用length()函数。

除了查看矩阵的属性之外，还可以对矩阵的元素进行修改。访问矩阵元素有两种方式：按索引访问和按名称访问。按索引访问需提供行和列对应的索引，以获取对应位置元素的值。比如想查看第二列第二行的内容，可以使用“patient_matrix[2,2]”来获得。此外，还能通过名称访问，比如“patient_matrix["Patient2","Weight"]”，这将得到相同的结果。

查看矩阵属性和修改矩阵元素的R代码如下：

class(patient_matrix)   	#查看数据结果类型
typeof(patient_matrix)  	#查看数据元素类型
dim(patient_matrix)     		#查看数据维度
length(patient_matrix)  	#查看数据元素个数
patient_matrix[2,2]     		#查看第二列第二行内容
patient_matrix["Patient2","Weight"]
patient_matrix[2,2]<-65  	#修改第二列第二行内容
patient_matrix

代码运行结果如图2-4所示。

图2-4

使用colnames()函数可以给矩阵中的每列命名，使用rownames()函数可以给矩阵中的每行命名。给矩阵的行和列命名后，可以用名称代替数字索引，R代码如下：

###按数字索引访问矩阵 ###
mat_a = matrix(11:16, nrow=3, ncol=2, TRUE) #按行创建一个3×2的矩阵mat_a
print(mat_a)
###按名称访问矩阵 ###
colnames(mat_a) = c('c1', 'c2')	 		#给mat_a的每一列取名
rownames(mat_a) = c('r1', 'r2', 'r3') 	#给mat_a的每一行取名
print(mat_a)

代码运行结果如图2-5所示。

图2-5

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