R中的矩陣功率

試圖計算R中矩陣的功率，我發現包expm實現了運算符%^%。R中的矩陣功率

因此x％^％k計算矩陣的k次冪。

> A<-matrix(c(1,3,0,2,8,4,1,1,1),nrow=3) 

> A %^% 5 
     [,1] [,2] [,3] 
[1,] 6469 18038 2929 
[2,] 21837 60902 9889 
[3,] 10440 29116 4729

但是，出乎我的意料：

> A 
    [,1] [,2] [,3] 
[1,] 691 1926 312 
[2,] 2331 6502 1056 
[3,] 1116 3108 505

莫名其妙初始矩陣A已更改爲A％^％4！

您如何執行矩陣功率操作？

來源

2010-07-18 George Dontas

我有固定該錯誤在R-鍛造源， SVN轉（「expm」包）。 53. - >expm R-forge page 出於某種原因，網頁仍顯示rev.52，所以下面可能尚未解決你的問題（但應在24小時內）：

install.packages("expm", repos="http://R-Forge.R-project.org")

否則，獲得SVN版本直接並自行安裝：

svn checkout svn://svn.r-forge.r-project.org/svnroot/expm

感謝「gd047」通過電子郵件向我通知問題。請注意，R-forge也有自己的錯誤跟蹤功能。
Martint

來源

2010-07-20 07:48:50

甲^ 5 =（A^4）* A

我想庫變異原變量，A，使得每個步驟涉及的結果 - 上 - 直到 - 然後乘以與原矩陣， A.你回來的結果看起來很好，只需將它們分配給一個新的變量。

來源

2010-07-18 08:36:49 Michiel

計算A％^％6也使A作爲（初期甲）％^％4。將結果分配給新變量不會阻止我的初始矩陣被更改。 – 2010-07-18 09:17:30

聽起來像是你只需先取矩陣分配到一個新的變量不尋常的一步。 – John 2010-07-18 13:01:11

雖然，因爲它是裝在一個.dll file的源代碼是不是在包裝可見，相信包所使用的算法是fast exponentiation algorithm，您可以通過查看功能研究稱爲matpowfast代替。

需要兩個變量：

result，爲了存儲輸出，
mat，作爲中間變量。

爲了計算A^6，由於6 = 110（二進制寫入），在結束時，result = A^6和mat = A^4。這與A^5相同。

當您嘗試爲任何8<n<16計算A^n時，您可以輕鬆檢查是否mat = A^8。如果是這樣，你有你的解釋。

包函數使用初始變量A作爲中間變量mat。

來源

2010-07-18 11:01:37 Wok

這不是一個正確的答案，但可能是進行這個討論並理解R的內部工作的好地方。這種錯誤在我使用的另一個軟件包之前就已經出現了。

首先，請注意，僅僅分配矩陣到一個新的變量先不幫助：

> A <- B <-matrix(c(1,3,0,2,8,4,1,1,1),nrow=3) 
> r1 <- A %^% 5 
> A 
    [,1] [,2] [,3] 
[1,] 691 1926 312 
[2,] 2331 6502 1056 
[3,] 1116 3108 505 
> B 
    [,1] [,2] [,3] 
[1,] 691 1926 312 
[2,] 2331 6502 1056 
[3,] 1116 3108 505

我的猜測是，R爲試圖成爲智能引用傳遞，而不是值。要真正做到這一點，你需要做一些事情來區分A和B：

`%m%` <- function(x, k) { 
    tmp <- x*1 
    res <- tmp%^%k 
    res 
} 
> B <-matrix(c(1,3,0,2,8,4,1,1,1),nrow=3) 
> r2 <- B %m% 5 
> B 
    [,1] [,2] [,3] 
[1,] 1 2 1 
[2,] 3 8 1 
[3,] 0 4 1

這樣做的顯式方法是什麼？

最後，在該包的C代碼，有這樣的評論：

注：x將被改變！如果需要，來電者必須複製

但我不明白爲什麼R讓C/Fortran代碼在全球環境中有副作用。

來源

2010-07-18 15:29:33

它沒有副作用，在全球環境 - C代碼被傳遞到R的對象的引用，所以能夠代替修改的對象。這對於某些優化是必需的，但不應該暴露給R用戶。 – hadley 2010-07-19 01:58:49

@hadley我明白這一點。但是，如果兩個對象有一個引用（就像上面的情況，可能是爲了提高效率），並且讓C代碼修改對象，您（我認爲）會在全局環境中產生副作用，對？ – 2010-07-20 00:31:29

你的解釋基本上是正確的，但你使用的是不是最理想的術語。在此討論修改全球環境是沒有意義的，因爲該對象可能不在全球環境中。 – hadley 2010-07-20 15:30:27

非常快速的解決方案，而無需使用任何包使用遞歸性：如果你的基質是

powA = function(n) 
{ 
    if (n==1) return (a) 
    if (n==2) return (a%*%a) 
    if (n>2) return (a%*%powA(n-1)) 
}

HTH

來源

2013-09-25 18:29:52 DKK

這不是非常有用，因爲原始錯誤在兩年前已修復...... – 2013-09-25 19:01:58

加上這是對大指數執行矩陣求冪的可怕方法 – m09 2013-10-14 13:10:36

R中的矩陣功率

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