使用矩阵数据填充数据框

Question

我有一个充满权重的大型对称矩阵：

          AT      BE     CH     CZ
AT    0       0.00276 0.148  0.109
BE    0.00276 0       0.145  0.112
CH    0.148   0.145   0      0.257
CZ    0.109   0.112   0.257  0  

我需要创建一个数据框，列出所有元素之间的链接（除了相同的元素，例如 AT 和 AT、BE 和 BE 等）和相应的权重。换句话说，我不知道如何用矩阵中的数据填充我的数据框。数据框应该看起来有点类似于

df<-data.frame(from = c("AT", "BE", "CH", "CZ"), to= c("BE", "CH", "CZ", "AT"),
weight=c(0.003,0.145,0.257,0.109))

我需要这种类型的数据框来用 igraph 进一步可视化它，这里建议Visualizing data on geographic map with networks (R)

Answer 1

如果我们将矩阵转换为数据框，我相信我们可以这样做：

library(dplyr)
library(tidyr)

df %>% 
  gather(from, weight_index) %>% 
  group_by(from) %>% 
  mutate(weight = lead(weight_index, default = weight_index[1])) %>% 
  filter(weight_index == 0) %>% 
  ungroup() %>% 
  mutate(to = lead(from, default = from[1])) %>% 
  select(from, to, weight)

# A tibble: 4 x 3
  from  to     weight
  <chr> <chr>   <dbl>
1 AT    BE    0.00276
2 BE    CH    0.145  
3 CH    CZ    0.257  
4 CZ    AT    0.109

1. 我们将数据帧和gather 转换为长格式。这将创建变量 from 和 weight_index。
2. 然后我们按from 分组（即AT、BE、CH、CZ）。
3. 创建weight var，它引导weight_index 并回收这些值，将NA 值（来自lead 组）替换为每个组的第一个weight_index 值。
4. filterweight_index == 0 所在的行。
5. ungroup
6. 创建to var 引导from 并回收值，将NA 值替换为第一个from 值（即给出var to 值AT 的第4 行）。
7. select 我们想要的列并按所需的顺序。

---

数据：

Lines <- "AT      BE     CH     CZ
          AT    0       0.00276 0.148  0.109
          BE    0.00276 0       0.145  0.112
          CH    0.148   0.145   0      0.257
          CZ    0.109   0.112   0.257  0"

df <- read.table(text = Lines, header = T, stringsAsFactors = F)

Answer 2

也许以下内容可以满足您的要求。注意最后weight 的值的差异。

首先是输入数据。

mat <-
structure(c(0, 0.00276, 0.148, 0.109, 0.00276, 0, 0.145, 0.112, 
0.148, 0.145, 0, 0.257, 0.109, 0.112, 0.257, 0), .Dim = c(4L, 
4L), .Dimnames = list(c("AT", "BE", "CH", "CZ"), c("AT", "BE", 
"CH", "CZ")))

现在，代码。

mat2 <- cbind(mat[, -1], mat[, 1])
colnames(mat2)[ncol(mat2)] <- colnames(mat)[1]
mat2

df2 <- data.frame(from = rownames(mat2), to = colnames(mat2), weight = diag(mat2))

df<-data.frame(from = c("AT", "BE", "CH", "CZ"), to= c("BE", "CH", "CZ", "AT"),
weight=c(0.003,0.145,0.257,0.109))

all.equal(df, df2)
#[1] "Component “weight”: Mean relative difference: 0.08"

此“错误”是由于舍入错误造成的，例如，在您的示例输出中，您将 0.00276 舍入到 0.003。

Answer 3

矩阵持有权重：

mtx <- matrix( 
   c(0,0.00276,0.148,0.109,0.00276,0,0.145,0.112,0.148,0.145,0,0.257,0.109,0.112,0.257,0),  
   nrow=4, 
   ncol=4) 
rownames(mtx) <- c('AT','BE','CH','CZ')
colnames(mtx) <- c('AT','BE','CH','CZ')

函数将权重矩阵转换为权重框架：

mtx_to_igraph_frame <- function(mtx) {
    combs <- expand.grid(rownames(mtx), colnames(mtx))
    combs <- subset(combs, Var1 != Var2)
    combs <- t(apply(combs, 1, sort))
    combs <- combs[!duplicated(combs),]
    extract_vals <- NULL
    for(i in 1:nrow(combs)) { extract_vals[i] <- mtx[combs[i,1],combs[i,2]] }
    combs <- data.frame(combs)
    combs$weight <- extract_vals
    names(combs) <- c('from', 'to', 'weight')
    row.names(combs) <- NULL
    return(combs)
    }

用法：

mtx_to_igraph_frame(mtx)

结果：