Le matrici sono strutture di dati a due dimensioni, composte da un solo tipo di elementi. Per costruire una matrice, utilizziamo la funzione matrix(), indicando un vettore di valori, e il numero di righe e di colonne:

matrix(c(5, 8, 10, 34, 7, 5), 
       nrow = 2, 
       ncol = 3)

Possiamo anche scrivere direttamente:

matrix(c(5, 8, 10, 34, 7, 5), 2, 3)

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    5   10    7
[2,]    8   34    5

Una matrice può essere composta anche di altri tipi di valori:

# una matrice di elementi di testo
matrix(letters[1:8], 4, 2)

     [,1] [,2]
[1,] "a"  "e" 
[2,] "b"  "f" 
[3,] "c"  "g" 
[4,] "d"  "h" 

Come si è visto nei due esempi precedenti, gli elementi vengono disposti in sequenza e per colonna. Per disporli per riga, usiamo l'argomento byrow = TRUE:

matrix(c(5, 8, 10, 34, 7, 5), 2, 3, 
       byrow = TRUE)

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    5    8   10
[2,]   34    7    5

Costruiamo la matrice M:

M <- matrix(c(5, 8, 10, 34, 7, 5), 2, 3)
# attributi della matrice
attributes(M)

$dim
[1] 2 3

Le matrici hanno nomi di riga (rownames), e nomi di colonna (colnames). Attribuiamo un nome alle colonne e alle righe della matrice:

colnames(M) <- c("C1", "C2", "C3")
rownames(M) <- c("R1", "R2")
M

   C1 C2 C3
R1  5 10  7
R2  8 34  5

Controlliamo ora gli attributi della matrice:

attributes(M)

$dim
[1] 2 3

$dimnames
$dimnames[[1]]
[1] "R1" "R2"

$dimnames[[2]]
[1] "C1" "C2" "C3"

Le operazioni sulle matrici vengono eseguite come per i vettori:

# operazioni sulle matrici
M + 2

   C1 C2 C3
R1  7 12  9
R2 10 36  7

Alle matrici si applicano però anche gli operatori del calcolo matriciale:

# trasposta
t(M)

   R1 R2
C1  5  8
C2 10 34
C3  7  5

Un dataframe composto di elementi dello stesso tipo (tipicamente, numerici), può facilmente essere trasformato in una matrice:

as.matrix(cars)

      speed dist
 [1,]     4    2
 [2,]     4   10
 [3,]     7    4
 [4,]     7   22
 [5,]     8   16
 [6,]     9   10
 [7,]    10   18
 [8,]    10   26
 [9,]    10   34
[10,]    11   17
...

I nomi di colonna rimangono.

In molti casi, questa trasformazione non è neanche necessaria, in quanto molti metodi si applicano tanto alle matrici, quanto ai dataframe, in funzione del tipo di vettori di cui sono composti:

# trasposta
t(cars)

      [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6] [,7] [,8] [,9] [,10] [,11] [,12] [,13]
speed    4    4    7    7    8    9   10   10   10    11    11    12    12
dist     2   10    4   22   16   10   18   26   34    17    28    14    20
...

Molte funzioni si applicano dunque tanto alle matrici quanto ai dataframe:

E' possibile scaricare ed eseguire lo script dell'esempio:

es_matrici.R

 
# matrice
M <- matrix(c(5, 8, 10, 34, 7, 5), 2, 3)
 
# nomi di riga e di colonna
colnames(M) <- c("C1", "C2", "C3")
rownames(M) <- c("R1", "R2")
M
attributes(M)
 
# operazioni sulle matrici
M + 2
# trasposta
t(M)
 
# dataframe come matrice
as.matrix(cars)
 
t(cars)