R Matrices

R language provides matrix types for the study of linear algebra, which is very similar to two-dimensional arrays in other languages, but R provides language-level matrix operation support.

The elements in the matrix can be numbers, symbols, or mathematical expressions.

A M x N matrix is a rectangular array composed of M (row) rows and N columns (column)elements.

The following is a rectangular array composed of 6 A number of elements composed of 2 Row 3 Column matrix:

R language matrix can be created using the matrix() function, the syntax format is as follows:

matrix(data = NA, nrow =　1,ncol =　1,byrow = FALSE, dimnames = NULL

Parameter description:

• data Vector, the data of the matrix

• nrow Number of rows

• ncol Number of columns

• byrow Logical value, FALSE arranges by column, TRUE arranges by row

• dimname Set the names of rows and columns

Create a numeric matrix:

# byrow is TRUE, elements are arranged by row
M <-　matrix(c(3:14),　nrow　=　4,byrow = TRUE
print(M)
# Ebyrow is FALSE, elements are arranged by column
N <-　matrix(c(3:14),　nrow　=　4,byrow = FALSE
print(N)
# Define the names of rows and columns
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)

The output result of executing the above code is：

[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

Transpose matrix

R language matrix provides the t() function to switch the rows and columns of a matrix.

For example, a matrix with m rows and n columns can be converted to an n row m column matrix using the t() function.

# Create a　2　Row　3　Column matrix
M = matrix(c(2,6,5,1,10,4),　nrow　=　2,ncol =　3,byrow = TRUE
print(M)
　　　　　[1]　[2]　[3]
[1,]　　　　2　　　　6　　　　5
[2,]　　　　1　　　10　　　　4
# Convert to　3　Row　2　Column matrix
print(t(M))

The output result of executing the above code is：

　　　　　[1]　[2]　[3]
[1,]　　　　2　　　　6　　　　5
[2,]　　　　1　　　10　　　　4
[1-----Conversion-----"
　　　　　[1]　[2]
[1,]　　　　2　　　　1
[2,]　　　　6　　　10
[3,]　　　　5　　　　4

Access Matrix Elements

If you want to get matrix elements, you can use the column index and row index of the element, similar to a coordinate form.

# Define the names of rows and columns
rownames　=　c("row1",　"row2",　"row3",　"row4")
colnames　=　c("col1",　"col2",　"col3")
# Create matrix
P　<-　matrix(c(3:14),　nrow　=　4,　byrow　=　TRUE,　dimnames　=　list(rownames,　colnames))
print(P)
# Get the element at the first row and third column
print(P[1,3))
# Get the element at the fourth row and second column
print(P[4,2))
# Get the second row
print(P[2,])
# Get the third column
print(P[,3))

The output result of executing the above code is：

col1　col2　col3
row1　　　　3　　　　4　　　　5
row2　　　　6　　　　7　　　　8
row3　　　　9　　　10　　　11
row4　　　12　　　13　　　14
[1]　5
[1]　13
col1　col2　col3　
　　　　6　　　　7　　　　8　
row1　row2　row3　row4　
　　　　5　　　　8　　　11　　　14

Matrix Calculation

Matrices of the same size (same number of rows and columns) can be added or subtracted, which means performing addition or subtraction on each element at the same position. The matrix multiplication is more complex. Two matrices can be multiplied if and only if the number of columns in the first matrix is equal to the number of rows in the second matrix.

Matrix addition and subtraction

# Create　2　Row　3　Column matrix
matrix1　<-　matrix(c(7,　9,　-1,　4,　2,　3),　nrow　=　2)
print(matrix1)
matrix2　<-　matrix(c(6,　1,　0,　9,　3,　2),　nrow　=　2)
print(matrix2)
# Two matrices addition
result　<-　matrix1　+　matrix2
cat("Addition result：","\n")
print(result)
# Two matrices subtraction
result　<-　matrix1　-　matrix2
cat("Subtraction result：","\n")
print(result)

The output result of executing the above code is：

[1]　[2]　[3]
[1,]　　　　7　　　-1　　　　2
[2,]　　　　9　　　　4　　　　3
　　　　　[1]　[2]　[3]
[1,]　　　　6　　　　0　　　　3
[2,]　　　　1　　　　9　　　　2
Addition result：　
　　　　　[1]　[2]　[3]
[1,]　　　13　　　-1　　　　5
[2,]　　　10　　　13　　　　5
Subtraction result：　
　　　　　[1]　[2]　[3]
[1,]　　　　1　　　-1　　　-1
[2,]　　　　8　　　-5　　　　1

Matrix multiplication and division

# Create　2　Row　3　Column matrix
matrix1　<-　matrix(c(7,　9,　-1,　4,　2,　3),　nrow　=　2)
print(matrix1)
matrix2　<-　matrix(c(6,　1,　0,　9,　3,　2),　nrow　=　2)
print(matrix2)
# Two matrices multiplication
result　<-　matrix1　*　matrix2
cat("Multiplication result：","\n")
print(result)
# Two matrices division
result　<-　matrix1　/　matrix2
cat("Division result：","\n")
print(result)

The output result of executing the above code is：

[1]　[2]　[3]
[1,]　　　　7　　　-1　　　　2
[2,]　　　　9　　　　4　　　　3
　　　　　[1]　[2]　[3]
[1,]　　　　6　　　　0　　　　3
[2,]　　　　1　　　　9　　　　2
Multiplication result：　
　　　　　[1]　[2]　[3]
[1,]　　　42　　　　0　　　　6
[2,]　　　　9　　　36　　　　6
Division result：　
　　　　　　　　　[1]　　　　　　[2]　　　　　　[3]
[1,]　1.166667　　　　　　-Inf 0.6666667
[2,]　9.000000 0.4444444　1.5000000