R Academy · Lektion

Matrizen mit matrix() erstellen

Erstellen Sie Matrizen, indem Sie data, nrow, ncol und byrow angeben.

Matrizen mit matrix() erstellen ist eine kostenlose R Academy-Lektion auf CoddyKit. Dies ist Lektion 1 von 4. Du kannst die komplette Lektion unten kostenlos lesen – dann übst du sie direkt im Browser mit einem integrierten Code-Editor und einem KI-Tutor rund um die Uhr. Sie ist Teil des R Academy-Lernpfads, und dein Fortschritt wird über Web und CoddyKit-App synchronisiert. Der R Academy-Kurs umfasst insgesamt 4 Lektionen.

Was ist eine Matrix in R?

Eine Matrix in R ist eine zweidimensionale Datenstruktur, deren Elemente alle denselben Typ haben müssen. Stellen Sie sie sich als Tabelle mit Zeilen und Spalten vor. Matrizen sind für lineare Algebra, Bildverarbeitung und statistische Berechnungen unverzichtbar.

# A simple 2x3 matrix
m <- matrix(1:6, nrow = 2, ncol = 3)
cat('A 2x3 matrix:
')
print(m)
cat('Dimensions:', dim(m), '
')  # rows cols

<code>matrix(data, nrow, ncol)</code>

Die Funktion matrix() nimmt einen Datenvektor und ordnet ihn in Zeilen und Spalten an. Standardmäßig füllt R die Matrix spaltenweise (in Spalten-Hauptreihenfolge).

# Filled column by column (default)
m_col <- matrix(1:12, nrow = 3, ncol = 4)
cat('Column-filled 3x4 matrix:
')
print(m_col)
cat('Note: 1,2,3 fill the first COLUMN, not the first row
')

<code>byrow = TRUE</code> zum zeilenweisen Füllen

Mit byrow = TRUE wird die Matrix zeilenweise gefüllt. Das ist oft anschaulicher, wenn Sie Daten in Zeilen denken, etwa bei einer Tabellenkalkulation.

# Filled row by row
m_row <- matrix(1:12, nrow = 3, ncol = 4, byrow = TRUE)
cat('Row-filled 3x4 matrix:
')
print(m_row)
cat('Note: 1,2,3,4 fill the first ROW
')

# Verify byrow
m_check <- matrix(c(1,2,3,4,5,6), nrow = 2, byrow = TRUE)
print(m_check)

Matrix aus einem Datenvektor

Sie können eine aussagekräftige Matrix erstellen, indem Sie einen echten Datenvektor übergeben. Ist der Vektor kürzer als nrow * ncol, verwendet R ihn wiederholt. Als bewährte Vorgehensweise sollten Sie jedoch genau die richtige Anzahl an Elementen bereitstellen.

# Exam scores: 3 students, 4 subjects
scores_data <- c(88, 92, 75, 81,   # Student 1
                 79, 85, 90, 73,   # Student 2
                 95, 78, 82, 88)   # Student 3

exam_matrix <- matrix(scores_data, nrow = 3, ncol = 4, byrow = TRUE)
rownames(exam_matrix) <- c('Alice', 'Bob', 'Carol')
colnames(exam_matrix) <- c('Math', 'Science', 'English', 'History')
print(exam_matrix)

<code>dim()</code> — Dimensionen prüfen

dim(m) gibt einen numerischen Vektor der Länge 2 zurück: zuerst die Anzahl der Zeilen, dann die Anzahl der Spalten. Für die einzelnen Dimensionen können Sie auch nrow(m) und ncol(m) verwenden.

m <- matrix(1:20, nrow = 4, ncol = 5)
cat('dim(m):', dim(m), '
')       # 4 5
cat('nrow(m):', nrow(m), '
')     # 4
cat('ncol(m):', ncol(m), '
')     # 5
cat('Total elements:', length(m), '
')  # 20

<code>is.matrix()</code> — Typ prüfen

is.matrix(x) gibt TRUE zurück, wenn x eine Matrix ist. Das ist nützlich, um Funktionseingaben zu überprüfen. Beachten Sie, dass eine Matrix auch ein Array ist (is.array() gibt ebenfalls TRUE zurück).

m <- matrix(1:4, nrow = 2)
v <- c(1, 2, 3, 4)

cat('is.matrix(m):', is.matrix(m), '
')  # TRUE
cat('is.matrix(v):', is.matrix(v), '
')  # FALSE
cat('is.array(m): ', is.array(m), '
')   # TRUE (matrix IS an array)
cat('class(m):    ', class(m), '
')

Nullmatrix und Einheitsmatrix

Sie können spezielle Matrizen erstellen, indem Sie einen einzelnen Wert wiederholen. matrix(0, n, n) erstellt eine Nullmatrix; diag(n) erstellt eine n x n große Einheitsmatrix (1 auf der Diagonalen, sonst 0).

# Zero matrix 3x3
zero_mat <- matrix(0, nrow = 3, ncol = 3)
cat('Zero matrix:
')
print(zero_mat)

# Identity matrix 3x3
identity_mat <- diag(3)
cat('Identity matrix:
')
print(identity_mat)

Matrix aus wiederholten Werten

Wenn der Datenvektor kürzer als nrow * ncol ist, wiederholt R den Vektor (beginnend wieder am Anfang). R gibt eine Warnung aus, wenn die Vektorlänge die Matrixgröße nicht ohne Rest teilt.

# Recycle a 2-element vector into a 4x4 matrix
alternate <- matrix(c(0, 1), nrow = 4, ncol = 4)
cat('Recycled 0,1 into 4x4:
')
print(alternate)

# Checkerboard effect: fills column by column

Nur <code>nrow</code> oder <code>ncol</code> angeben

Sie müssen nur eines von nrow oder ncol angeben – R berechnet das jeweils andere automatisch anhand der Datenlänge. Gehen die Daten nicht ohne Rest auf, wiederholt R sie und gibt eine Warnung aus.

# Only specify nrow, R infers ncol
m1 <- matrix(1:12, nrow = 3)
cat('nrow=3 only, inferred ncol =', ncol(m1), '
')
print(m1)

# Only specify ncol, R infers nrow
m2 <- matrix(1:12, ncol = 4)
cat('ncol=4 only, inferred nrow =', nrow(m2), '
')

Zeichenmatrix

Matrizen sind nicht auf Zahlen beschränkt – Sie können Zeichenmatrizen für kategoriale Daten, Spielfelder oder Nachschlagegitter erstellen. Dennoch müssen alle Elemente weiterhin denselben Typ haben.

# Tic-tac-toe board
board <- matrix(c('X', 'O', 'X',
                   'O', 'X', 'O',
                   'O', 'X', 'O'),
                nrow = 3, ncol = 3, byrow = TRUE)
cat('Tic-Tac-Toe board:
')
print(board)
cat('Type:', class(board), '
')

Matrizen erstellen: Zusammenfassung

Hier finden Sie eine Zusammenfassung der Möglichkeiten, Matrizen in R zu erstellen:

matrix(data, nrow, ncol) — grundlegende Erstellung (standardmäßig spaltenweise gefüllt)
matrix(data, nrow, ncol, byrow=TRUE) — zeilenweise füllen
matrix(0, n, m) — Nullmatrix
diag(n) — Einheitsmatrix
dim(m), nrow(m), ncol(m) — Dimensionen untersuchen
is.matrix(m) — Typ prüfen

# Quick creation reference
cat('3x2 column-fill:
'); print(matrix(1:6, 3, 2))
cat('3x2 row-fill:
');    print(matrix(1:6, 3, 2, byrow=TRUE))
cat('2x2 zeros:
');       print(matrix(0, 2, 2))
cat('3x3 identity:
');    print(diag(3))

Schnelltest

In welcher Reihenfolge füllt matrix() standardmäßig (ohne byrow = TRUE) die Elemente?

Zusammenfassung: Matrizen erstellen

Ausgezeichnet! Die wichtigsten Erkenntnisse aus dieser Lektion:

matrix(data, nrow, ncol) erstellt eine Matrix – standardmäßig werden die Daten spaltenweise eingefügt
Verwenden Sie byrow = TRUE, um die Matrix zeilenweise zu füllen
Sie müssen nur nrow ODER ncol angeben – R leitet den jeweils anderen Wert ab
dim(m) gibt c(rows, cols) zurück; nrow() und ncol() liefern die einzelnen Anzahlen
is.matrix() prüft, ob ein Objekt eine Matrix ist
matrix(0, n, n) erstellt eine Nullmatrix; diag(n) erstellt eine Einheitsmatrix

# Full workflow: create, inspect, verify
m <- matrix(seq(2, 24, by = 2), nrow = 4, ncol = 3, byrow = TRUE)
cat('Even numbers matrix:
')
print(m)
cat('Rows:', nrow(m), '| Cols:', ncol(m), '| Elements:', length(m), '
')

Häufig gestellte Fragen

Ist die Lektion „Matrizen mit matrix() erstellen“ kostenlos?

Ja — der vollständige Text von „Matrizen mit matrix() erstellen“ ist hier im Web kostenlos zu lesen. Um sie interaktiv zu üben (integrierter Code-Editor und 24/7 KI-Tutor) und den Rest des R Academy-Kurses freizuschalten, upgrade auf CoddyKit PRO. Der R Academy-Kurs umfasst insgesamt 4 Lektionen.

Was lerne ich in „Matrizen mit matrix() erstellen“?

Erstellen Sie Matrizen, indem Sie data, nrow, ncol und byrow angeben. Du übst R Academy mit praktischem Code, den du direkt im Browser ausführst, und ein 24/7 KI-Tutor beantwortet deine Fragen während du die Lektion bearbeitest.

Brauche ich Erfahrung, um R Academy zu starten?

Keine Vorkenntnisse erforderlich. R Academy auf CoddyKit ist für Anfänger bis fortgeschrittene Lernende strukturiert, sodass du hier starten oder von Anfang an beginnen und in deinem eigenen Tempo voranschreiten kannst. Dies ist Lektion 1 von 4.

Wie lange dauert die Lektion „Matrizen mit matrix() erstellen“?

Die meisten CoddyKit-Lektionen dauern etwa 5–10 Minuten. Jede ist kompakt und interaktiv, sodass du stetig Fortschritte machst und genau dort weitermachst, wo du aufgehört hast – im Web und in der App.

Kann ich in dieser R Academy-Lektion Code schreiben und ausführen?

Ja. Jede R Academy-Lektion enthält einen integrierten Code-Editor, sodass du echten Code direkt in deinem Browser schreibst und ausführst und sofort KI-Feedback erhältst — ohne lokale Einrichtung erforderlich.

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