将向量转换为矩阵（在 R 中）

Question

我想从 "n x 1" 向量创建一个 "n x 8" 矩阵

-- 问：我为什么要这样做？

-- 答案：为了将其与“8 x 8”马尔可夫链概率转移矩阵相乘，以及 return 预测状态的 "n x 8" 矩阵

-- 解决方案：我已经在下面的尝试 3 中解决了这个问题 - 但想知道是否有更好的方法来解决这个问题（而不是使用两个转置函数）？

R码

创建一个虚拟 "n x 1" 向量：（这里我们使用 n = 2）

> temp_vector <- c("state 4", "state 7")
> temp_vector
[1] "state 4" "state 7"

预期输出：

NA NA NA TRUE NA NA NA NA
NA NA NA NA NA NA TRUE NA

尝试 1：转换为矩阵：

> temp_matrix <- matrix(temp_vector, 
                ncol = 8, # there are 8 states
                nrow = length(temp_vector) # there are 10 rows in the vector
                )
> temp_matrix
     [,1]      [,2]      [,3]      [,4]      [,5]      [,6]      [,7]      [,8]     
[1,] "state 4" "state 4" "state 4" "state 4" "state 4" "state 4" "state 4" "state 4"
[2,] "state 7" "state 7" "state 7" "state 7" "state 7" "state 7" "state 7" "state 7"

尝试 1 失败：这不理想，我想要一个每行有一个条目的矩阵，而不是八个条目。

尝试2：将上面的状态空间与矩阵进行比较，得到一个由TRUE/FALSE:

组成的矩阵

> stateSpace <- c("state 1", "state 2", "state 3", "state 4", "state 5", "state 6", "state 7", "state 8")

> temp_matrix == stateSpace
     state 1 state 2 state 3 state 4 state 5 state 6 state 7 state 8
[1,]   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE
[2,]   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE

尝试 2 失败：预计每一行有一个 TRUE，其余为 FALSE

原因：（我认为）矩阵是按列比较的。

进一步研究尝试 2，逐个元素级别 这有效：

> temp_matrix[1,1] == colnames(temp_matrix)[1]
state 1 
  FALSE 
> temp_matrix[1,2] == colnames(temp_matrix)[2]
state 2 
  FALSE 
> temp_matrix[1,3] == colnames(temp_matrix)[3]
state 3 
  FALSE 
> temp_matrix[1,4] == colnames(temp_matrix)[4]
state 4 
   TRUE

逐行进一步研究尝试 2 这有效：

> temp_matrix[1,] == colnames(temp_matrix)[]
state 1 state 2 state 3 state 4 state 5 state 6 state 7 state 8 
  FALSE   FALSE   FALSE    TRUE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE 

> temp_matrix[2,] == colnames(temp_matrix)[]
state 1 state 2 state 3 state 4 state 5 state 6 state 7 state 8 
  FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE    TRUE   FALSE

尝试 3：在注意到上面关于 R 中的逐列比较的知识之后

> t(stateSpace == t(temp_matrix))
     state 1 state 2 state 3 state 4 state 5 state 6 state 7 state 8
[1,]    TRUE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE
[2,]   FALSE    TRUE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE   FALSE

尝试 3 成功：创建了这个 Whosebug post 看看是否有更好的方法来解决这个问题（而不是使用两个转置函数）

其他选项：dcast、reshape、spread；遗憾的是也没有用。

我试过 reshape():

reshape(temp_vector, direction = "wide")
> Error in data[, timevar] : incorrect number of dimensions

我试过 spread():

library(tidyr)
spread(temp_vector, key = numbers, value = value)
> Error in UseMethod("spread_") : 
  no applicable method for 'spread_' applied to an object of class "factor"

Answer 1

试试这个：

> v <- c("state 4", "state 7")
> states <- c("state 1", "state 2", "state 3", "state 4",
+             "state 5", "state 6", "state 7", "state 8")
> m <- matrix(states, byrow = TRUE, nrow = 2, ncol = 8)
> m
#      [,1]      [,2]      [,3]      [,4]      [,5]      [,6]      [,7]      # [,8]     
# [1,] "state 1" "state 2" "state 3" "state 4" "state 5" "state 6" "state 7" "state 8"
# [2,] "state 1" "state 2" "state 3" "state 4" "state 5" "state 6" "state 7" "state 8"
> v == m
#       [,1]  [,2]  [,3]  [,4]  [,5]  [,6]  [,7]  [,8]
# [1,] FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE
# [2,] FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE

在 R 中，矩阵本质上是一个向量。当上面创建 m 时，matrix 函数 "recycles" 其参数 spaces 因为它需要创建一个包含 16 个元素的矩阵。换句话说，以下两个函数调用产生相同的结果：

> matrix(states, byrow = TRUE, nrow = 2, ncol = 8)
> matrix(rep(states, 2), byrow = TRUE, nrow = 2, ncol = 8)

同理，在比较v和m是否相等时，v循环8次得到长度为16的vector。也就是说下面的两个相等比较产生相同的结果：

> v == m
> rep(v, 8) == m

您可以将上述两个比较视为发生在两个向量之间，其中通过堆叠列将矩阵 m 转换回向量。可以用as.vector查看m对应的向量：

> as.vector(m)
#  [1] "state 1" "state 1" "state 2" "state 2" "state 3" "state 3" "state 4" "state 4" "state 5"
# [10] "state 5" "state 6" "state 6" "state 7" "state 7" "state 8" "state 8"

将向量转换为矩阵（在 R 中）

Converting a vector into a matrix (in R)

r

matrix

reshape

spread

dcast