r语言 - 如何将数据帧"unmelt"到矩阵？

Question

我有一个data.frame

sources <- c("a", "b", "c", "a", "a", "b")
targets <- c("f", "v", "w", "a", "b", "c")
values <- c(12, 34, 56, 3, 76, 35)
df <- data.frame(sources, targets, values)
sources targets values
1       a       f     12
2       b       v     34
3       c       w     56
4       a       a      3
5       a       b     76
6       b       c     35

如何重塑它，以获得一个矩阵与源作为行名，目标作为colname和相交单元格的相应值?在这种情况下，我应该有一个3 × 6矩阵。像这样:

f  v  w  a  b  c
a  12  0  0  3  76 0
b  0  34  0  0  0 35 
c  0  0   56 0  0  0

Answer 1

您可以使用xtabs():

xtabs(values ~ sources + targets, df)
#   a  b  c  f  v  w
# a 3 76  0 12  0  0
# b 0  0 35  0 34  0
# c 0  0  0  0  0 56

如果您想要输出data.frame，只需将其传递给as.data.frame.matrix()。

Answer 2

我们可以使用矩阵索引。

sources <- c("a", "b", "c", "a", "a", "b")
targets <- c("f", "v", "w", "a", "b", "c")
values <- as.numeric(c(12, 34, 56, 3, 76, 35))
rn <- unique(sources)
cn <- unique(targets)
mat <- matrix(0, length(rn), length(cn), dimnames = list(rn, cn))
mat[cbind(sources, targets)] <- values
mat
#   f  v  w a  b  c
#a 12  0  0 3 76  0
#b  0 34  0 0  0 35
#c  0  0 56 0  0  0

---

另一种与xtabs类似的方法是

tapply(values, list(sources, targets), FUN = sum, default = 0)
#  a  b  c  f  v  w
#a 3 76  0 12  0  0
#b 0  0 35  0 34  0
#c 0  0  0  0  0 56

我认为xtabs和tapply是简洁的。但是我不喜欢factor()在底层的强制。

Answer 3

你可以试试

library(tidyverse)
df <- data.frame(sources, targets, values)
df %>%
pivot_wider(names_from = targets, values_from = values) %>%
replace(is.na(.), 0) %>%
column_to_rownames(var = "sources")

f  v  w a  b  c
a 12  0  0 3 76  0
b  0 34  0 0  0 35
c  0  0 56 0  0  0

Answer 4

稀疏矩阵

如果期望得到的矩阵是稀疏的(并且很大)，那么您可能希望直接转换为稀疏矩阵数据结构。这可以通过将source和target项转换为因子来帮助实现。

library(magrittr)
library(Matrix)
df['sources'] <- factor(df$sources)
df['targets'] <- factor(df$targets)
df %$% 
sparseMatrix(i=as.integer(sources),
j=as.integer(targets),
x=values,
dimnames=list(sources=levels(sources),
targets=levels(targets)))

结果是

3 x 6 sparse Matrix of class "dgCMatrix"
targets
sources a  b  c  f  v  w
a 3 76  . 12  .  .
b .  . 35  . 34  .
c .  .  .  .  . 56

可以通过在因子转换中指定levels来控制行和列的顺序。请注意magrittr的展示管道(%$%)的使用。