Arrays en R

Un array es una estructura de datos capaz de almacenar datos multidimensionales. En R, un array es un objeto que puede contener datos de dos o más dimensiones. Por ejemplo, en matrices cuadradas puedes tener dos filas y dos columnas, y la dimensión puede llegar a cinco. Los arrays solo almacenan valores de un mismo tipo de dato. Los datos pueden tener más de una dimensión, con filas, columnas y dimensiones de cierta longitud.

Creación de un array

La función array() crea un array a partir de un vector (los números) y las dimensiones ("dim") indicadas como argumento.

Veamos un ejemplo donde se crean dos vectores llamados "array1" y "array2".

vector1 =  c (5, 10, 15,20)
vector2 =  c (25, 30, 35, 40, 45, 50,55,60)
Con la tecnología de

Puedes usar los dos vectores anteriores como entrada de un array con dimensión 4 * 4; así se crean dos matrices o datos bidimensionales.

final = array (c (array1, array2),dim =c(4,4,3))
print (final)
Con la tecnología de

La salida del código anterior es la siguiente:

, , 1

     [,1] [,2] [,3] [,4]
[1,]    5   25   45    5
[2,]   10   30   50   10
[3,]   15   35   55   15
[4,]   20   40   60   20

, , 2

     [,1] [,2] [,3] [,4]
[1,]   25   45    5   25
[2,]   30   50   10   30
[3,]   35   55   15   35
[4,]   40   60   20   40

, , 3

     [,1] [,2] [,3] [,4]
[1,]   45    5   25   45
[2,]   50   10   30   50
[3,]   55   15   35   55
[4,]   60   20   40   60Con la tecnología de

Vamos a renombrar nuestro array como "Arr1" y "Arr2" usando "matrix.names". Además, cambiaremos los nombres de filas a ("row1","row2") y los de columnas a ("column1","column2","column3"). La dimensión de la matriz es de 2 filas y 3 columnas.

array1 =  c (9 , 18 )
array2 = c (27,36)
r.names = c ("column1","column2","column3")
c.names = c ("row1","row2")
m.names = c ("Arr1", "Arr2")

final = array (c (array1,array2), dim=c (2,3,2), dimnames=list (c.names, r.names, m.names))
print(final)
Con la tecnología de

La salida del código anterior muestra dos filas y tres columnas. Además, el valor de la columna se repite cuando se agota:

, , Arr1

     column1 column2 column3
row1       9      27       9
row2      18      36      18

, , Arr2

     column1 column2 column3
row1      27       9      27
row2      36      18      36Con la tecnología de

Indexación en un array

Un array contiene elementos en varias dimensiones y cada elemento puede accederse para operar con él. Los elementos se indexan con "[]"; en un array tipo matriz con filas y columnas, se indexa como: mat[row, column]

Tomemos un ejemplo en el que el array contiene un vector de entrada del 1 al 9. Hay solo tres filas y tres columnas, e incluye los valores del 1 al 9. "c.names" es el nuevo nombre de columnas con los valores ('c1', 'c2', 'c3') y 'r.names' son los nuevos nombres de filas ('r1', 'r2', 'r3'), también un vector.

a1=  c (1,2,3,4)
a2= c (5,6,7,8,9)
r.names = c ("c1","c2","c3")
c.names = c ("r1","r2","r3")
m.names = c ("first")

arr = array (c (a1,a2), dim=c (3,3,1), dimnames=list (c.names, r.names, m.names))
print(arr)
Con la tecnología de

, , first

   c1 c2 c3
r1  1  4  7
r2  2  5  8
r3  3  6  9Con la tecnología de

La salida del código anterior es:

 , , first

   c1 c2 c3
r1  1  4  7
r2  2  5  8
r3  3  6  9 Con la tecnología de

Puedes ver que se generan las matrices del 1 al 9 con dimensión 3 × 3 (fila × columna) y que han cambiado los nombres de filas y columnas.

Veamos cómo extraer elementos del array con los siguientes ejemplos.

1. Extraer el número "7" del array "arr" anterior.

arr[1,3,1]
Con la tecnología de

7

La salida del código anterior es 7. En "arr[1,3,1]" se extrae la fila 1, columna 3, y el 1 indica la primera capa del array "arr".

1. Para acceder al 1, "arr[1,1,1]": fila 1, columna 1, en la primera capa del array "arr".

arr[1,1,1]
Con la tecnología de

1

La salida del código anterior es 1.

1. Para acceder a varios valores a la vez, especifica el rango que quieres.

arr[1:2,1:2,1]
Con la tecnología de

El código anterior devuelve la siguiente salida: valores en 2 filas, 2 columnas y la primera capa del array "arr".

    c1    c2
r1    1    4
r2    2    5 Con la tecnología de

1. Puedes acceder a toda la matriz "arr" con la siguiente sintaxis: "arr[ , ,1]" indica incluir todas las filas y columnas (separadas por comas y espacios). El 1 indica la capa del array "arr" a extraer.

arr[ , ,1]
Con la tecnología de

El código anterior devuelve la siguiente salida con todos los elementos:

    c1    c2    c3
r1    1    4    7
r2    2    5    8
r3    3    6    9 Con la tecnología de

1. Puedes obtener la segunda fila completa con el siguiente código. En arr[2, ,1] se extrae la segunda fila (espacio para todas las columnas) y 1 indica la capa del array.

arr[2,,1]
Con la tecnología de

c1

2

c2

5

c3

8

El código anterior devuelve la siguiente salida e imprime c1, c2 y c3.

c1 2
c2 5
c3 8Con la tecnología de

1. Puedes obtener la segunda columna completa con el siguiente código. En arr[,2,1], el espacio con 2 indica la segunda columna, y 1 es la capa a extraer.

mat[ ,2,1]
Con la tecnología de

r1

4

r2

5

r3

6

El código anterior devuelve la siguiente salida e imprime r1, r2 y r3.

r1 4
r2 5
r3 6Con la tecnología de

Creación y suma de matrices

Vamos a crear dos matrices llamadas mat1 y mat2 a partir de 'arr[ , ,1]', copiando todas las filas y columnas de 'arr'.

mat1 = arr[,,1]
mat2 = arr[,,1]
Con la tecnología de

   c1 c2 c3
r1  2  8 14
r2  4 10 16
r3  6 12 18 Con la tecnología de

Suma las dos matrices 'mat1' y 'mat2' y guarda el resultado en final. También se imprime la salida.

final <- mat1+mat2
print(final)
Con la tecnología de

La salida muestra que cada fila y columna de mat1 y mat2 se suman elemento a elemento.

   c1 c2 c3
r1  2  8 14
r2  4 10 16
r3  6 12 18 Con la tecnología de

apply()

apply() forma parte de los paquetes de R y reúne varias funciones que te ayudan a escribir código de forma más sencilla y eficiente. A continuación verás un ejemplo para calcular la suma de dos matrices.

La sintaxis de apply() es:
apply(x, margin, function)

Los argumentos indican lo siguiente:
x: un array o datos bidimensionales como matrices.
margin: indica dónde aplicar la función: c(1) para filas, c(2) para columnas y c(1,2) para filas y columnas.
function: función integrada de R o definida por el usuario que se aplicará sobre los datos.

Creemos un vector llamado 'array1' de longitud tres y 'array2' de longitud seis con el siguiente código.

array1 = c(5,10,15)
array2 = c(15,20,25,30,35,40)
Con la tecnología de

A continuación, array() acepta los dos vectores 'array1' y 'array2' con una dimensión de 3 filas, 3 columnas y crea 2 matrices que se guardan en 'my. Array'.

my.Array <- array(c(array1,array2),dim = c(3,3,2))
print(my.Array)
Con la tecnología de

, , 1

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    5   15   30
[2,]   10   20   35
[3,]   15   25   40

, , 2

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    5   15   30
[2,]   10   20   35
[3,]   15   25   40Con la tecnología de

El código anterior genera la siguiente salida: se crean dos matrices de 3 × 3 (filas × columnas).

, , 1

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    5   15   30
[2,]   10   20   35
[3,]   15   25   40

, , 2

     [,1] [,2] [,3]
[1,]    5   15   30
[2,]   10   20   35
[3,]   15   25   40Con la tecnología de

A continuación, apply() se usa para calcular la suma de las dos matrices por columnas.

final <- apply(my.Array, c(2), sum)
print(final)
Con la tecnología de

[1]  60 120 210Con la tecnología de

Como ves, se usa c(2) como margen y se suman los elementos por columnas en "my. Array" para obtener el siguiente resultado.

60 120 210Con la tecnología de

Por último, apply() se usa para calcular la suma de las dos matrices por filas.

final <- apply(my.Array, c(1), sum)
print(final)
Con la tecnología de

[1] 100 130 160Con la tecnología de

De nuevo, con c(1) como margen se suman los elementos por filas en "my. Array" para obtener el siguiente resultado.

100 130 160Con la tecnología de

¡Enhorabuena!

¡Has llegado al final de este tutorial!

Has aprendido qué es un array en R, cómo crearlo e indexarlo con ejemplos, además de cómo crear y sumar matrices y usar la función apply().

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Referencias:
R-Arrays
R Array Function and Create Array in R