R软件及统计分析S向量多维数组和矩阵.ppt

数组（array）和矩阵(matrix) 数组元素的排列次序缺省情况下是采用FORTRAN的数组元素次序（按列次序），即第一下标变化最快，最后下标变化最慢，对于矩阵（二维数组）则是按列存放。例如，假设数组a的元素为1:24，维数向量为c(2,3,4)，则各元素次序为a[1,1,1], a[2,1,1], a[1,2,1], a[2,2,1], a[1,3,1], ..., a[2,3,4]。 用函数array()或matrix()可以更直观地定义数组。array()函数的完全使用为array(x, dim=length(x), dimnames=NULL)，其中x是第一自变量，应该是一个向量，表示数组的元素值组成的向量。dim参数可省，省略时作为一维数组（但不同于向量）。dimnames属性可以省略，不省略时是一个长度与维数相同的列表（list，见后面），列表的每个成员为一维的名字。 函数matrix()：二维数组，即矩阵。 格式为 matrix(data = NA, nrow = 1, ncol = 1, byrow = FALSE, dimnames = NULL) 其中第一自变量data为数组的数据向量（缺省值为缺失值NA），nrow为行数，ncol为列数，byrow表示数据填入矩阵时按行次序还是列次序，缺省情况下按列次序。 dimnames缺省是空值，否则是一个长度为2的列表，列表第一个成员是长度与行数相等的字符型向量，表示每行的标签，列表第二个成员是长度与列数相同的字符型向量，表示每列的标签。例如，定义一个3行4列，由1:12按行次序排列的矩阵，可以用： b - matrix(1:12, ncol=4, byrow=T) b - matrix(1:12, ncol=4, byrow=T) b [,1] [,2] [,3] [,4] [1,] 1 2 3 4 [2,] 5 6 7 8 [3,] 9 10 11 12 注意在有数据的情况下只需指定行数或列数之一。指定的数据个数允许少于所需的数据个数，这时循环使用提供的数据。例如： b - matrix(0, nrow=3, ncol=4) 生成3行4列的元素都为0的矩阵。 数组下标 访问数组的某个元素，写出数组名和方括号内用逗号分开的下标即可，如a[2,1,2]。 在每一个下标位置写一个下标向量，表示对这一维取出所有指定下标的元素，如a[1, 2:3, 2:3]取出所有第一下标为1，第二下标为2或3，第三下标为2或3的元素。 略写某一维的下标，则表示该维全选。 a[ , , ]或a[]都表示整个数组。 a[] =0 把元素都赋成0。 还有一种特殊下标是对于数组只用一个下标向量（是向量，不是数组），比如a[3:4] ，这时忽略数组的维数信息，把下标表达式看作是对数组的数据向量取子集。 不规则数组下标 可以把数组中的任意位置的元素作为一组访问， 其方法是用一个矩阵作为数组的下标， 例如，我们要把上面的形状为c(2,3,4)的数组a的第[1,1,1], [2,2,3], [1,3,4], [2,1,4]号共四个元素作为一个整体访问，先定义一个包含这些下标作为行的二维数组: b = matrix(c(1,1,1, 2,2,3, 1,3,4, 2,1,4), ncol=3, byrow=T) b a[b] x1 - c(100, 200) x2 - 1:6 x1+x2 x3 - matrix(1:6, nrow=3) x3 x1+x3 数组四则运算 数组可以进行四则运算（+，－, *, /，^），解释为数组对应元素的四则运算，参加运算的数组一般应该是相同形状的（dim属性完全相同）。例如，假设A, B, C是三个形状相同的数组，则 D - C + 2*A/B 四则运算遵循通常的优先级规则。 形状不一致的向量和数组也可以进行四则运算，一般的规则是数组的数据向量对应元素进行运算，把短的循环使用来与长的匹配，并尽可能保留共同的数组属性。例如：不规则运算 除非你清楚地知道规则，否则应避免使用这样的办法（标量与数组或向量的四则运算除外）。 矩阵运算 矩阵是二维数组，应用广泛 函数t(A)返回矩阵A的转置。nrow(A)为矩阵A的行数，ncol(A)为矩阵A的列数。 矩阵之间进行普通的加减乘除四则运算，即数组的对应元素之间进行运算，所以注意A*B不是矩阵乘法而是矩阵对应元素相乘。 要进行矩阵乘法，使用运算符%*%，A%*%B表示矩阵A乘以矩阵B（当然要求A的列数等于B的行数）。例如： A - matrix(1:12, nro