R语言中易忽略的基础：循环补齐规则

生信菜鸟团

发布于 2024-03-18 14:00:26

670

发布于 2024-03-18 14:00:26

文章被收录于专栏：生信菜鸟团生信菜鸟团

问题来源

R语言中，矩阵是如何除以向量的？。。。。。。。。。。。。。。。。。从Normalize引发的思考（表达矩阵除以一个等列长的向量）

比如，r语言中，下面两种计算的结果是多少？

x <- c(1, 2)
y <- c(10, 20, 30, 40)
x * y

m <- matrix(
  seq(1,15,1),
  nrow = 3 
)

m/c(1,2,3)

循环补齐(recycling) 规则

做算术运算时，当两个向量长度相等的时候，就一一对应的完成计算；当两个向量长度不相等的时候，短的向量会循环补齐，保持与长向量的长度一致后，再做运算。

向量运算

长向量的长度正好是短向量的整数倍

x <- 1
y <- c(10, 20, 30, 40)
x + y
## [1] 11 21 31 41

长向量的长度正好是短向量的整数倍

x <- c(1, 2)
y <- c(10, 20, 30, 40)
x * y
## [1] 10 40 30 80

长向量的长度不是短向量的整数倍

x <- c(1, 2, 3)
y <- c(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70)
x + y
x+y等同于 c(1, 2, 3，1，2，3)+ c(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70)


## Warning in x + y: longer object length is not a multiple of shorter object
## length
## [1] 11 22 33 41 52 63 71

x <- c(1, 2, 3)
y <- c(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70)
x * y
x * y 等同于 c(1, 2, 3，1 ，2，3，1) * c(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70)
## Warning in x * y: longer object length is not a multiple of shorter object

## length
## [1]  10  40  90  40 100 180  70

长度不是整数倍关系的时候，R语言会提出友好的警告，这个警告是非常有必要的，一方面提醒写代码的人是不是写漏了一些数据，另一方面提醒会给看代码的人产生迷惑。因此，为了代码的可读性，除非某一个向量长度为1，我们尽可能避免长度不一致的向量之间的运算。

矩阵与向量之间的运算

我的理解：矩阵除以向量时，可以将矩阵按列拆分成一个长的向量，然后将被除数向量视为列向量，并将其重复复制，循环补齐矩阵的元素个数。然后，相对应的元素进行计算。

m <- matrix(
  seq(1,15,1),
  nrow = 3 
)

m/c(1,2,3)

真实运算过程可以理解为：

#把短的向量循环补齐
seq(1,15,1)/c(1,2,3, 1,2,3, 1,2,3,1,2,3,1,2,3  )
matrix(seq(1,15,1)/c(1,2,3, 1,2,3, 1,2,3,1,2,3,1,2,3  ),nrow = 3)

在使用循环补齐时，应注意以下几点：

循环补齐可能会导致数据丢失或错误。例如，如果向量包含缺失值，则在循环补齐后，缺失值将被重复复制。
循环补齐可能会降低效率。例如，如果向量非常短，则循环补齐会导致大量的重复计算。

后记

虽然我接触生信已经有6年时间了，但是至今才发现自己竟然对这么基础的运算都没有仔细去了解过。习惯了做一个调包侠，却忽略了最基本的运算与规则！或许这也是部分生信人的苦恼。学无止尽，让我们继续努力吧。

参考：
https://bookdown.org/wangminjie/R4DS/baseR-operators.html#%E5%BE%AA%E7%8E%AF%E8%A1%A5%E9%BD%90recycling
https://www.math.pku.edu.cn/teachers/lidf/docs/Rbook/html/_Rbook/rmarkdown.html

本文参与腾讯云自媒体分享计划，分享自微信公众号。

原始发表：2024-03-10，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

matrix