从较小的矩阵创建更大的矩阵

Question

我有一个矩阵 A，它是：

A <- matrix(c(1:15), byrow=T, nrow=5)
A
     [,1] [,2] [,3]
[1,]    1    2    3
[2,]    4    5    6
[3,]    7    8    9
[4,]   10   11   12
[5,]   13   14   15

现在我想创建一个矩阵 B，它是 8x8 尺寸（或 10x10 或 15x15 等），如下所示：

     [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6] [,7] [,8]
[1,]    1    2    3    0    0    0    0    0
[2,]    4    5    6    0    0    0    0    0
[3,]    7    8    9    0    0    0    0    0
[4,]   10   11   12    0    0    0    0    0
[5,]   13   14   15    0    0    0    0    0
[6,]    0    0    0    0    0    0    0    0
[7,]    0    0    0    0    0    0    0    0
[8,]    0    0    0    0    0    0    0    0

所以从 A 开始，我想将列和行添加到 8x8 维度，全部替换为零值... 任何的想法？ 提前谢谢你！

Answer 1

另一种方法是先创建较大的矩阵，然后将较小的矩阵插入，如以下函数所示：

    expandR = function(m,nrows,ncols,with=0){
      p=matrix(with,nrows,ncols)
      p[1:nrow(m),1:ncol(m)]=m
      p
    }

不确定哪个更好（更快、更清洁等）。如果您尝试扩展为比原始尺寸更小的尺寸，则会出错。

Answer 2

假设A 至少有一行和一列，试试这个：

B <- matrix(0, 8, 8)
B[1:nrow(A), 1:ncol(A)] <- A

或作为单个语句：

B <- "[<-"(matrix(0, 8, 8), 1:nrow(A), 1:ncol(A), value = A)

如果A 可以有零行或零列，则使用seq_len(nrow(A)) 和seq_len(ncol(A)) 代替1:nrow(A) 和1:ncol(A)。

或者，即使在 A 的行或列为零的情况下，这也有效：

B <- matrix(0, 8, 8)
B[cbind(c(row(A)), c(col(A)))] <- A

或

B <- "[<-"(matrix(0, 8, 8), cbind(c(row(A)), c(col(A))), value = A)

或

B <- replace(matrix(0, 8, 8), cbind(c(row(A)), c(col(A))), A)

Answer 3

怎么样：

A <- matrix(c(1:15), byrow=T, nrow=5)

expandMatrix <- function(X, nrow, ncol) {
    X <- cbind(X, matrix(0, nrow = nrow(X), ncol = ncol - ncol(X)))
    X <- rbind(X, matrix(0, nrow = nrow - nrow(X), ncol = ncol(X)))
    X
}

然后

> expandMatrix(A, 8, 8)
     [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6] [,7] [,8]
[1,]    1    2    3    0    0    0    0    0
[2,]    4    5    6    0    0    0    0    0
[3,]    7    8    9    0    0    0    0    0
[4,]   10   11   12    0    0    0    0    0
[5,]   13   14   15    0    0    0    0    0
[6,]    0    0    0    0    0    0    0    0
[7,]    0    0    0    0    0    0    0    0
[8,]    0    0    0    0    0    0    0    0

或

> expandMatrix(A, 10, 10)
      [,1] [,2] [,3] [,4] [,5] [,6] [,7] [,8] [,9] [,10]
 [1,]    1    2    3    0    0    0    0    0    0     0
 [2,]    4    5    6    0    0    0    0    0    0     0
 [3,]    7    8    9    0    0    0    0    0    0     0
 [4,]   10   11   12    0    0    0    0    0    0     0
 [5,]   13   14   15    0    0    0    0    0    0     0
 [6,]    0    0    0    0    0    0    0    0    0     0
 [7,]    0    0    0    0    0    0    0    0    0     0
 [8,]    0    0    0    0    0    0    0    0    0     0
 [9,]    0    0    0    0    0    0    0    0    0     0
[10,]    0    0    0    0    0    0    0    0    0     0

如果您最希望方阵作为输出，也可以给它一个默认值：

expandMatrix <- function(X, nrow, ncol = nrow) {
    X <- cbind(X, matrix(0, nrow = nrow(X), ncol = ncol - ncol(X)))
    X <- rbind(X, matrix(0, nrow = nrow - nrow(X), ncol = ncol(X)))
    X
}

那么expandMatrix(A, 8) 就足够了。